SCADA(電力監(jiān)控)系統(tǒng)介紹

1、沈陽渾南有軌電車沈陽渾南有軌電車SCADA（電力監(jiān)控）（電力監(jiān)控）系統(tǒng)介紹系統(tǒng)介紹概概 述述 2021年10月15日2 SCADA又稱遠動（Supervisory Control And Data Acquisition），其定義是：監(jiān)控和數(shù)據采集。 遠動就是應用遠程通信技術對遠方運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)遠程信號、遠程測量、遠程控制和遠程調節(jié)等各項功能。 遠動技術是隨著生產過程自動化程度的日益提高而發(fā)展起來的，是自動化技術與遠程通信技術在電力生產上的有機結合。2021年10月15日3一、遠動系統(tǒng)的特征一、遠動系統(tǒng)的特征（一）遠程性遠動系統(tǒng)遠程性表現(xiàn)在系統(tǒng)使用了通訊技術。（二）實時性實時性

2、：是指數(shù)據采集能及時反應到調度所；調度所的控制命令也能及時下達到控制對象。遠動技術是一門綜合技術，它是應用電力技術、計算機技術、現(xiàn)代通訊技術在供電系統(tǒng)中的應用。 二二、遠動系統(tǒng)的功能和優(yōu)越性、遠動系統(tǒng)的功能和優(yōu)越性 （一）遠動系統(tǒng)的功能 1.遙控。調度所對遠方變電站的被控對象（如開關等）進行操作。 2.遙測。將變電站的被測對象（如電流、電壓等）傳送到調度所。 3.遙信。將變電站的被控對象（如開關位置信號等）傳送到調度所。 4.遙調。調度所對遠方變電站的被控對象的工作狀態(tài)和參數(shù)（如變壓器的輸出電壓等）進行調整。2021年10月15日42021年10月15日5（二）遠動系統(tǒng)的優(yōu)越性（二）遠動系統(tǒng)的

3、優(yōu)越性 集中監(jiān)控，提高安全運行水平。及時了解事故的發(fā)生范圍，加快事故處理。 1.集中控制，提高勞動生產率和操作質量。 2.經濟效益顯著，減少運行費用。 2021年10月15日6 沈陽有軌電車SCADA系統(tǒng)由控制中心調度系統(tǒng)、變電所綜合自動化系統(tǒng)及通信通道構成，其中通信通道由有軌電車通信系統(tǒng)提供。電力監(jiān)控系統(tǒng)實施對全線上述變電所主要供電設備及接觸網電動隔離開關的監(jiān)控，完成調度所對全線供電系統(tǒng)的運行及維修調度管理。 在渾南新城車輛段和沈撫停車場供電檢修工區(qū)內各設置一套供電復示系統(tǒng)，通過與控制中心電調系統(tǒng)遠程通信完成對供電系統(tǒng)的復示功能，用于檢修調度管理。 控制中心選用SCADACOM5.0自動化系

4、統(tǒng)，變電所綜合自動化系統(tǒng)采用NDT650變電所綜合自動化系統(tǒng)。 系統(tǒng)構成與功能系統(tǒng)構成與功能 DSC-9000U自動化系統(tǒng)2021年10月15日7一、系統(tǒng)構成一、系統(tǒng)構成 控制中心調度系統(tǒng)設備包括三層以太網交換機兩臺、兩套系統(tǒng)服務器、兩套歷史數(shù)據服務器、兩套操作員工作站、一套系統(tǒng)維護工作站、三套網絡打印機、兩套復式系統(tǒng)及其它網絡連接附件構成；并且滿足與其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通要求。 控制中心調度系統(tǒng)的局域網絡采用雙以太網結構，互為熱備用。網絡結構采用總線型結構，配置以太網交換機 。 網絡采用國際標準化的、成熟、可靠、通用性強的TCP/IP網絡協(xié)議。2021年10月15日8沈陽有軌電車電力監(jiān)控系統(tǒng)構成

5、示意圖沈陽有軌電車電力監(jiān)控系統(tǒng)構成示意圖2021年10月15日92臺系統(tǒng)服務器 存貯、管理各種登錄信息、用戶信息、設備信息等。服務器定時存貯從實時數(shù)據庫中采集的實時數(shù)據，供其他工作站調用。兩臺服務器采用主備工作方式，兩臺服務器形成雙機熱備用，做到一臺服務器出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)能平滑地切換到另一臺服務器，防止數(shù)據丟失，提高了系統(tǒng)的可靠性。 服務器之間也可以進行手動故障切換，若手動干預切換故障服務器后，此服務器在重啟過程中未檢測到故障，此服務器成為備用服務器。系統(tǒng)服務器進行定期自檢，以檢驗系統(tǒng)的狀態(tài)。服務器狀態(tài)可以顯示在任何一臺工作站的系統(tǒng)狀態(tài)模擬圖上。自檢周期根據系統(tǒng)軟件配置及用戶需求而定。 兩臺服

6、務器內存儲的數(shù)據進行定時校對，以保證系統(tǒng)數(shù)據的一致性。校對周期根據系統(tǒng)設備情況及用戶需求而定。系統(tǒng)支持主備用通信通道的手/自動切換，檢測到主用通道故障時，自動切換到備用通道。2021年10月15日102臺歷史數(shù)據服務器 系統(tǒng)配置雙冗余的歷史數(shù)據服務器，按照用戶的需要從實時數(shù)據庫中提取數(shù)據作為歷史數(shù)據保存。各工作站直接從歷史數(shù)據庫調用歷史數(shù)據。1套維護工作站 用于維護人員對全線計算機設備實行運行管理，用于整個電力監(jiān)控系統(tǒng)運行狀況的圖形維護、數(shù)據庫的管理維護、參數(shù)庫維護和新應用程序的開發(fā)等。電力監(jiān)控系統(tǒng)檢修人員也可以通過此工作站實現(xiàn)供電管理系統(tǒng)的功能。2套調度工作站 通過調度工作站，操作員可以進行

7、整個系統(tǒng)的監(jiān)控和操作。其中一臺工作站為電力調度長操作。2021年10月15日111套畫面顯示裝置及接口服務器在中央監(jiān)控大廳內設置一套畫面顯示裝置，用來顯示供電系統(tǒng)主接線及其主要設備的工作狀態(tài)。畫面顯示裝置可以采用模擬盤或者大屏幕。系統(tǒng)配置接口服務器與大屏幕裝置連接。2臺以太網交換機 網絡交換機提供主站系統(tǒng)雙網運行環(huán)境，提高網絡可靠性。3臺打印機打印機均為網絡打印機，用于控制中心電力調度系統(tǒng)的報表打印、報警打印、SOE打印和圖形打印等；其中一臺為事件及實時數(shù)據打印機，一臺為報表打印機，一臺為維護管理打印機。一套UPS裝置 系統(tǒng)配置一套在線式UPS裝置，作為交流電源失電后系統(tǒng)的備用電源，UPS裝置

8、維持系統(tǒng)供電時間不少于120分鐘。2021年10月15日12兩套復式系統(tǒng) 沈陽市渾南新區(qū)現(xiàn)代有軌電車一期工程在車輛段、停車場均設置了供電工區(qū)，在兩個工區(qū)分別設一套供電復示系統(tǒng)，用于供電檢修人員對供電系統(tǒng)的實時監(jiān)視，并可以通過此系統(tǒng)獲取相關的檢修信息，如開關跳閘次數(shù)、設備類型、設備生產廠家等。供電車間復示終端系統(tǒng)不具備對供電系統(tǒng)設備的控制權限。供電車間復示終端系統(tǒng)由車輛段綜合監(jiān)控系統(tǒng)引出顯示終端，此顯示終端專門用于供電維修車間。綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以通過權限管理功能，限制供電車間復示終端系統(tǒng)工作站的瀏覽權限。 供電車間復示終端系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下功能：1.設備信息管理功能 所有設備可以以圖形的方式直觀的顯

9、示在所屬變電所的接線圖畫面上，該設備的管理信息都可以方便的錄入、2021年10月15日13修改、查詢、統(tǒng)計和打印。管理信息中包括設備數(shù)據庫信息，設備制造廠家信息，生產日期，保修期，額定電壓電流等需要了解的信息；也包括操作記錄、缺陷記錄、修試記錄、巡視記錄、事故異常記錄、運行記事簿、開關跳閘記錄、保護工作記錄等設備運行記錄。2.運行記錄功能2.1操作記錄：操作記錄設有操作日期、操作人、操作內容，不同的用戶登錄設有不同的權限，普通用戶只有添加權限，管理用戶具有添加、刪除、修改各項權限。2.2缺陷記錄：缺陷記錄設有日期、缺陷內容、缺陷編號、缺陷類別、發(fā)現(xiàn)人、報告時間、接受報告人、消除時間、工作負責人

10、、驗收人。缺陷編號由系統(tǒng)生成；缺陷類別根據管理制度分為、類；消除時間、工作負責人、驗收人等內容可以在登錄修試記錄時自動生成。缺陷內容的登錄盡可能使用運行規(guī)程中定義和使用的專用術語和名稱。2021年10月15日142.3事故異常記錄：主要指系統(tǒng)及設備事故的發(fā)生時間、跳閘情況、現(xiàn)象與癥狀、保護動作情況及簡要處理過程。包括日期時間、事件內容、現(xiàn)象與癥狀、保護及自動裝置動作情況、調度員、有關領導、值班員、處理情況。2.4巡視記錄：用于記載值班人員進行的各種類型、性質的巡視及其內容與結果。包括日期、巡視類別、巡視內容、發(fā)現(xiàn)問題與結論、巡視人。2.5修試記錄：用以對設備進行的檢修、搶修、缺陷記錄、試驗、維

11、護等工作情況。2.6開關跳閘記錄：記錄開關跳閘情況和跳閘次數(shù)的專用記錄。包括跳閘時間、開關名、跳閘原因、跳閘次數(shù)、累計跳閘、從合閘動作情況、記錄人。3.預防性維修提示功能 系統(tǒng)應允許具有相應權限的用戶設置維修提示功能。提示條件可以按照運行時間和開關動作次數(shù)定義。2021年10月15日15 4.工作票管理功能系統(tǒng)具有開票、審核與簽發(fā)、狀態(tài)跟蹤（工作票的實時狀態(tài)：計劃、簽發(fā)、開工許可、完工、延期、廢票）、作廢、打印、統(tǒng)計、查詢（合格率統(tǒng)計）功能； 工作票一旦完結，僅能進行查詢和統(tǒng)計，任何人不能修改。 系統(tǒng)應該提供工作票模板，維修工程師通過編輯修改操作票模板以生成新的工作票，相同類型的工作票通過不同

12、的工作票號加以區(qū)分。工作票應該可以按設備對象進行存儲和管理。查詢條件可以是設備對象、設備所處車站、設備檢修時間等。2021年10月15日16 整個SCADA系統(tǒng)網絡采用雙網對等工作方式，正常情況下雙網同時工作，并可根據需要分擔不同的數(shù)據傳輸，當某一網絡故障時，系統(tǒng)給出報警信息，并由非故障網絡承擔全部的數(shù)據傳輸。主服務器分別通過雙網卡掛接在雙網上，兩臺主服務器自身完成雙網絡路由功能；兩個調度員工作站均掛在雙網上，分別與兩個主服務器通過雙網交換信息。由于兩個調度員工作站的功能是平等的，當任一網絡或任一調度員工作站出現(xiàn)故障時，仍能保證系統(tǒng)可靠運行。2021年10月15日17 二、系統(tǒng)功能二、系統(tǒng)功能

13、 控制中心監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)沿線所有變電所所內電壓、電流、功率、電度量和開關量等信息的采集，實現(xiàn)對全線變電所所內設備工作情況的監(jiān)視與全線各所電力設備的監(jiān)控工作。在正常情況下，由控制中心電調操作工作站實現(xiàn)電力設備的控制工作，如控制開關及刀閘的合/分，變電所監(jiān)控工作站只進行監(jiān)視功能。當維護和調試時，控制中心下放控制權，由變電所監(jiān)控計算機實現(xiàn)所內設備的控制和維護功能。 1、通信功能、通信功能 系統(tǒng)服務器通過通信專業(yè)提供的以太網通道采集全線變電站綜合自動化系統(tǒng)采集的所內電氣設備信息。通信專業(yè)提供的以太網通道為兩個，采用主備工作方式。正常運行時中心監(jiān)控系統(tǒng)通過一個通道與綜自系統(tǒng)通信，當通道故障時，中心系統(tǒng)

14、自動切換到備用通道與所內綜自系統(tǒng)通信。 2021年10月15日18 2、數(shù)據采集與處理、數(shù)據采集與處理 2.1 數(shù)據采集 控制中心監(jiān)控系統(tǒng)實時采集的信息包括：模擬量、狀態(tài)量、控制量。 （1）模擬量 A.牽引所 10kV進線電流 10kV母線電壓 10kV母聯(lián)電流 整流機組電流、有功功率、有功電度 直流750V母線電壓2021年10月15日19 直流750V饋線電流 10kV/0.4kV動力變壓器電流、有功功率、有功電度 交直流電源重要電量 B.降壓變電所 10kV進線電流 10kV母線電壓 10kV/0.4kV變壓器電流、有功功率、有功電度 交直流電源重要電量 （2）狀態(tài)量 各變電站的遙控開關

15、位置、接地開關位置、自動裝置投入/撤除位置、當?shù)?遠方轉換開關位置、各種保護動作信號、自動裝置動作信號、自檢信號、交直流裝置信號等。2021年10月15日20 （3）控制量 各變電所的10kV斷路器、750V斷路器、電動隔離開關、自動裝置、0.4kV進線開關、母聯(lián)開關、三級負荷總開關、保護定值組的切換等。 2.2 數(shù)據處理 信息采集后需在監(jiān)控計算機進行顯示，由計算機監(jiān)控系統(tǒng)軟件完成數(shù)據的處理工作。 3、采樣數(shù)據的顯示和查詢、采樣數(shù)據的顯示和查詢 實時數(shù)據的顯示和查詢：工況圖顯示、曲線圖顯示、主接線圖顯示及表格顯示。 歷史數(shù)據的顯示和查詢：事件一覽表(SOE)顯示和曲線顯示。2021年10月15

16、日21系統(tǒng)工況圖 對于以通訊方式互聯(lián)的智能設備，系統(tǒng)采用工況圖顯示各設備的通訊工作狀況。系統(tǒng)工況圖系統(tǒng)工況圖2021年10月15日22實時曲線圖實時曲線圖2021年10月15日23 2021年10月15日24主接線圖主接線圖主接線圖上能看見開關的狀態(tài)，一些要測量和線路的帶電情況 ，如果想看其他更多的信息，點擊主畫面下面的導航按鈕，進入該站的各個畫面，如下圖所示：400V一次系統(tǒng)圖 主接線圖上能看見開關的狀態(tài)，一些要測量和線路的帶電情況 ，如果想看其他更多的信息，點擊主畫面下面的導航按鈕，進入該站的各個畫面，如下圖所示：2021年10月15日25400V一次系統(tǒng)圖一次系統(tǒng)圖2021年10月15日

17、26自動化設備通信狀態(tài)圖自動化設備通信狀態(tài)圖2021年10月15日27交直流屏信息圖交直流屏信息圖綠色表示該信號狀態(tài)恢復正常。 紅色表示該信號處于事故狀態(tài)。2021年10月15日2835KV遙測信息圖遙測信息圖2021年10月15日29400V遙測信息圖遙測信息圖2021年10月15日301500V遙測信息圖遙測信息圖2021年10月15日31變壓器信息圖變壓器信息圖2021年10月15日32電度量信息圖電度量信息圖2021年10月15日33交流供電系統(tǒng)運行圖交流供電系統(tǒng)運行圖 顯示了供電系統(tǒng)運行組成及各個變電所的供電區(qū)段劃分，同時在畫面上標有各個變電所的距離等信息。2021年10月15日34

18、系統(tǒng)供電臂接觸網圖系統(tǒng)供電臂接觸網圖2021年10月15日35系統(tǒng)通道傳輸網圖系統(tǒng)通道傳輸網圖2021年10月15日36表格顯示和查詢方式 對于每個變電所的信息，不可能全部在主接線圖上顯示，后臺計算機監(jiān)控系統(tǒng)提供實時信息顯示表格,用于查詢實時的采集數(shù)據。實時數(shù)據的查詢支持按類（開關量/模擬量/電度量等）查詢、按節(jié)點設備（智能設備）查詢。表格顯示圖2021年10月15日372021年10月15日384 、控制功能 電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)3級監(jiān)控，即中心級、車站級和設備就地級。三級控制方式(遠程控制、所內盤上集中控制、設備本體控制三級控制方式,注：有軌電車正線雖然沒有一體機但也可以實現(xiàn)所內盤上集中控制)

19、正常時由控制中心實施監(jiān)控功能，此時站內監(jiān)控計算機將閉鎖控制功能，在緊急情況必須等到控制中心將控制權下放，此時控制中心失去控制權限，由站內監(jiān)控計算機實現(xiàn)控制功能，控制中心和車站之間控制權的轉換由雙方確認后完成。通過上述方法實現(xiàn)遠方和所內控制操作的互鎖，達到同一被控設備由一方實施遙控。正常運行時采用遠動控制，當設備檢修時，采用所內集中控制或設備本體控制。在開關柜上設當?shù)?遠方選擇開關，對于接觸網電動隔離開關，在綜控屏上設置當?shù)?遠方轉換開關和相應的合分閘開關。2021年10月15日39單控功能2021年10月15日40程控功能程控是一系列單控序列的順序組合，可將一系列的遙控操作組合在一張程控表內，

20、操作后自動完成這一組的遙控，并將操作結果返回從而簡化操作過程?？刂浦行谋O(jiān)控計算機在進行程序控制的過程中，系統(tǒng)將自動按照設定的條件進行判斷，對不滿足執(zhí)行條件的控制過程系統(tǒng)自動終止相應程控，撤銷下續(xù)的控制操作，并給出相應提示。程控的執(zhí)行采用手動啟動方式，控制過程中允許用戶在程控執(zhí)行過程中人工暫停、終止。遙控命令和執(zhí)行結果將進行畫面的顯示和記錄。程序控制2021年10月15日412021年10月15日42操作閉鎖與解鎖功能、遙控試驗功能、接地、檢修功能掛牌功能、防誤操作功能2021年10月15日43 5 報警功能 預告告警、越限告警、變位報警、事故報警 6 系統(tǒng)權限管理功能 6.1 使用權限管理 6

21、.2 控制權限管理 7、報表及統(tǒng)計功能 系統(tǒng)具有全圖形、全漢化的顯示和打印功能的支持軟件，人機界面良好，采用多窗口技術和交互式操作手段，畫面的調用方便、快捷，能方便地生成各種統(tǒng)計和分析報表，具有定時、召喚和異常情況時自動打印及屏幕拷貝等功能 。2021年10月15日44 8、數(shù)據庫管理功能實時數(shù)據庫用于保存并維護有關系統(tǒng)運行所需的全局數(shù)據，并對調度端客戶機系統(tǒng)提供數(shù)據服務。 9、培訓功能 系統(tǒng)可以不下位對變電所內各設備進行模擬操作,可以達到對操作人員、運行維護人員進行上崗培訓功能，使其掌握電力監(jiān)控系統(tǒng)的運行管理、操作、以及日常維護、故障排除等業(yè)務。 2021年10月15日452021年10月1

22、5日46 10、漢化功能 11、軟件在線編輯、維護、修改、擴展功能 12、系統(tǒng)容錯能力、自診斷、自恢復功能 13、通道及網絡管理功能 對基礎設備采集量的修改、人機界面更改、硬件參數(shù)配置及對網絡設備的統(tǒng)一管理設置。 14、系統(tǒng)時鐘同步功能 15、系統(tǒng)復示功能 復示系統(tǒng)實時接受設備狀態(tài)信息，具有開關位置遙信、故障列表、遙測、歷史數(shù)據統(tǒng)計存檔、報表、轉發(fā)雜散電流信息等功能2021年10月15日47 三、系統(tǒng)基本監(jiān)控界面三、系統(tǒng)基本監(jiān)控界面 NDT650變電所綜合自動化系統(tǒng)變電所綜合自動化系統(tǒng) 2021年10月15日48 一、系統(tǒng)構成一、系統(tǒng)構成 車站級監(jiān)控系統(tǒng)采用國電南自生產的NDT650變電所綜合

23、自動化系統(tǒng)，采用分層分布式結構。 系統(tǒng)分為三個部分：站級管理層，網絡通信層，間隔設備層。 站級管理層設備包括監(jiān)控工作站、監(jiān)控單元、綜控屏等設備。2021年10月15日49 間隔層包括分散安裝于供電一次設備中的各種微機保護測控單元、信息采集設備以及采用硬接點輸出的現(xiàn)場設備。設備包括400V及10kV交流保護測控單元、750V直流保護測控單元、變壓器溫控器、微機測控單元、雜散電流監(jiān)控單元、交/直流屏、上網隔離開關、負荷開關等。各廠家的智能裝置由國電南自提供的網絡通信服務器進行接口及規(guī)約的轉換，實現(xiàn)與變電所綜合自動化系統(tǒng)的接口，其它硬接點信號可由智能測控裝置進行采集，并由其實現(xiàn)對接觸網隔離開關等的控

24、制功能。 網絡通信層即為所內通信網絡和接口設備，間隔單元通過所內網絡通信層與站級管理層進行數(shù)據交換。變電所綜合自動化系統(tǒng)結構圖2021年10月15日502021年10月15日51 1、站級管理層、站級管理層 系統(tǒng)站級管理層包括綜控屏及安裝于綜控屏內的通信管理機、一體化監(jiān)控計算機、用于維護的便攜式計算機等設備構成。 1.1 監(jiān)控工作站監(jiān)控工作站 監(jiān)控工作站安裝變電所綜合自動化系統(tǒng)應用軟件，提供變電所綜合自動化系統(tǒng)的人機操作界面。工作人員通過此工作站監(jiān)視變電所內各類供電系統(tǒng)設備的工作狀態(tài)、報警信號等。2021年10月15日52 1.2 綜控屏綜控屏 綜控屏用于集中放置站級管理層設備，同時為這些設備

25、提供交流和直流220V電源。在變電所綜控屏配有音響報警設備，當發(fā)生所內預告報警、事故報警時，可以通過不同的方式引起值班或巡視人員的注意。報警音響可以通過變電所綜控屏手動按鈕復歸或自動復歸（延時15s-3min后自動停止報警，時間可調，調整步長15s），也可以通過控制中心或變電所綜合自動化系統(tǒng)的人機界面遠方復歸。綜控屏設置于變電所控制室內。 全線各牽引變電所均設一面綜控屏。 1.3 通信管理機通信管理機 通信管理機是變電所綜合自動化系統(tǒng)的信息中心，對變電所內各種設備的信息進行采集處理，形成標準的信息并通過數(shù)據通道傳送到變電所監(jiān)控計算機和綜合監(jiān)控系統(tǒng)。 2021年10月15日53 通信處理機采用可靠性高，處理能力強，實時響速度快的專用工業(yè)控制裝置。 通信管理機主機單元中分別提供2個獨立的以太網接口，互為備用，通信傳輸速率100M bps，分別連接到SCADA系統(tǒng)主干通信雙環(huán)網上。正常時，主通信接口處于工作狀態(tài)，當主通信以太網接口或主通道故障時，自動起動備用通信以太網接口，使用備用通道。2021年10月15日54WTX-65U通信管理機2021年10月15日55 2.網絡通信層網絡通信層 網絡通信層實現(xiàn)站級管理層與間隔設備層之間的通信。變電所內網絡通信層包括基礎設備與監(jiān)控單元之間的通信光纜、電纜及光電轉換裝置。光纜與通信電纜相比具有無電磁干擾的優(yōu)點。為