淺析黃延高速隧道供電監(jiān)控系統(tǒng)

1、淺析黃延高速隧道供電監(jiān)控系統(tǒng)                        概述 西部大通道包(頭)北(海)線陜西境黃陵至延安高速公路，全線監(jiān)控系統(tǒng)含隧道22座(單洞)，其中在道南、漢寨、四號溝、山神廟、新窯溝設(shè)五處隧道管理站。本文以新窯溝隧道管理站為例介紹黃延告訴隧道配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)。 黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)由設(shè)于新窯溝管理站和延安的控制中心的調(diào)度

2、端、監(jiān)控終端及通信網(wǎng)絡(luò)組成。山狼岔隧道100，4kV兩個箱式變電站、新窯溝隧道兩個100.4kV箱式變電站、棗園隧道三個100.4kV箱式變電站等監(jiān)控終端均納入黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)。100.4kV箱式變電站設(shè)電力監(jiān)控終端，對高壓環(huán)網(wǎng)進(jìn)線單元、變壓器、低壓回路等進(jìn)行測控。 1.1系統(tǒng)構(gòu)成 黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)總體上滿足了供電系統(tǒng)生產(chǎn)過程的需求，即提高了供電質(zhì)量；同時又注重了計算機(jī)系統(tǒng)的利用率，實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源開放、信息共享，充分發(fā)揮計算機(jī)管理的潛能。結(jié)構(gòu)劃分四個部分(也稱四個層次)。第一層，以局域網(wǎng)為數(shù)據(jù)傳輸平臺的主系統(tǒng)，包括信息服務(wù)器、數(shù)據(jù)樞紐機(jī)、中心監(jiān)控站、工作站、交換機(jī)和其他數(shù)

3、據(jù)表現(xiàn)設(shè)備，完成實時數(shù)據(jù)的檢測處理、實時信息發(fā)布以及對設(shè)備的運行控制；第二層，主系統(tǒng)到監(jiān)控設(shè)備(RTU)以及監(jiān)控設(shè)備到主系統(tǒng)的雙向數(shù)據(jù)通道，稱為數(shù)據(jù)傳輸信道。數(shù)據(jù)傳輸信道可支持多種形式，如無線、有線、載波、微波、光纜、GPRS網(wǎng)絡(luò)或CDMA網(wǎng)絡(luò)等。出于控制的需要和用戶現(xiàn)實情況的考慮，數(shù)據(jù)傳輸信道通常滿足實用性、穩(wěn)定性、安全性、可實施性；第三層，供電所現(xiàn)場的監(jiān)控設(shè)備(RTU)，完成數(shù)據(jù)采集(包括狀態(tài)量、模擬量和數(shù)字量等)、供電線路的分閘、合閘控制以及有載調(diào)壓的控制。供電線路的分、合控制執(zhí)行來自主系統(tǒng)的操作命令；有載調(diào)壓的控制則是在一定控制要求下完成對輸出電壓的連續(xù)調(diào)節(jié)；第四層，數(shù)據(jù)傳感器和執(zhí)行機(jī)

4、構(gòu)，對于電力控制系統(tǒng)一般采用高精度交流采樣設(shè)備(CT、PT)和算法完成對電流、電壓、有功、無功、周波以及力率的采集；執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行命令，完成控制動作。 1.2傳輸構(gòu)成 黃延高速隧道箱變供電監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心局域網(wǎng)由冗余交換以太網(wǎng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)傳輸率不低于100M，采用TCPIP協(xié)議和cs結(jié)構(gòu)。SCADA系統(tǒng)設(shè)置冗余的系統(tǒng)服務(wù)器支持全系統(tǒng)工作。設(shè)置電力調(diào)度總站(SCADA操作員站)，并可設(shè)置工程師維護(hù)工作站。中心設(shè)備可采用I+N冗余方式，當(dāng)一臺計算機(jī)故障時，系統(tǒng)中任意一臺計算機(jī)都可以作為他的備用，只要中心有一臺計算機(jī)設(shè)備正常工作，系統(tǒng)就能實現(xiàn)正常的自動化監(jiān)控。 2監(jiān)控中心系統(tǒng)功能 1、遙控 電力監(jiān)控中心

5、對接入系統(tǒng)的任何一個可遙控的對象進(jìn)行合、分遙控。遙控方式分為單步選點、多步標(biāo)準(zhǔn)控制序列。 A)單步選點操作員調(diào)出被控對象所在畫面，滿足閉鎖關(guān)系條件下選擇被控對象進(jìn)行操作。 B)多步標(biāo)準(zhǔn)控制序列 同一變電站或多個變電站的多個受控對象按照一定的安全連鎖關(guān)系定義為一個順序操作序列。順控配置可編輯當(dāng)順控執(zhí)行過程中檢測出安全連鎖關(guān)系不滿足繼續(xù)執(zhí)行的條件時，順控中斷。操作員調(diào)出順序控制序列畫面，選擇被控序列進(jìn)行操作。順序操作一旦被啟動執(zhí)行，將自動地按照控制序列執(zhí)行，不需人工干預(yù)。 C)選線多個變電所的單步選點式或多步選站式操作可以定義為一個選線式操作，操作員調(diào)出選線控制畫面，選擇被選線進(jìn)行操作。 2、遙信

6、功能 遙信分為位置狀態(tài)遙信和保護(hù)遙信。位置狀態(tài)遙信分為單位置遙信和雙位置遙信，保護(hù)遙信為單位置遙信。 位置狀態(tài)遙信包括各種開關(guān)、刀閘、接觸器的臺、分狀態(tài)，開關(guān)手車的工作、試驗位置狀態(tài)，溫度檢測設(shè)備的過限與否等。 保護(hù)遙信分為事故遙信和預(yù)告遙信。事故遙信指設(shè)備停電、停運的事故信號，預(yù)告遙信指不影響設(shè)備繼續(xù)運行的故障信號。                        &

7、#160;     3、遙測功能 各變電站內(nèi)測量對象的交流相線電壓、交流電流，有功、無功功率，有功、無功電度，功率因數(shù)，直流電壓，直流電流，變壓器溫度等電氣量送至監(jiān)控系統(tǒng)。 遙測以循環(huán)方式(CDT)進(jìn)行采集。系統(tǒng)對遙測信號可進(jìn)行量程檢查，超量程報警。在數(shù)據(jù)庫中為遙測信號可設(shè)置下限值，如果在下限值范圍內(nèi)時可嵌位成零。 4、操作員強(qiáng)制(人工置數(shù))和禁止處理 具有權(quán)限的操作員可以通過操作命令人工設(shè)置遙信點的狀態(tài)和遙測點的數(shù)值。 當(dāng)系統(tǒng)無法采集到某個設(shè)備(如開關(guān)、刀閘等)的狀態(tài)或采集到的數(shù)據(jù)不可信時，用戶可以將該設(shè)備置于人工置數(shù)狀態(tài)，然后人工修改它的值，此時，該

8、設(shè)備的數(shù)據(jù)不再更新。 5、系統(tǒng)權(quán)限管理 系統(tǒng)權(quán)限可分多個級別(至少六級)，系統(tǒng)管理員可通過權(quán)限管理模塊為各級操作人員靈活配置功能權(quán)限，并設(shè)口令字用以對每一位進(jìn)入系統(tǒng)的人員進(jìn)行嚴(yán)格的登錄，清楚地分辨、記錄進(jìn)入系統(tǒng)和進(jìn)行操作的人員，以確定訪問者的管理范圍。 6、圖形畫面 現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)，各種遙測、遙信數(shù)據(jù)，都可以通過各種圖形直觀地展示給用戶，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫的變化自動刷新。 7、信息處理和顯示 各被控站上位監(jiān)控單元將各種不同類型的信息實時地傳遞到監(jiān)控中心，實現(xiàn)調(diào)度指揮中心通過顯示裝置對各被控變電站供電設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視。模擬開關(guān)狀態(tài)的顯示顏色可根據(jù)用戶要求定義。 8、報警 系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生故障或異常時

9、自動發(fā)出報警信號，報警信號進(jìn)入報警表并可以在畫面顯示裝置或者操作員工作站顯示。 報警信號類型包含聲音報警(音量可調(diào))、語音報警(音量可調(diào))、文字報警、打印報警、推畫面報警、等幾種方式。 9、數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)提供將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)及邏輯運算的功能，其結(jié)果可存入實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中，形成新的數(shù)據(jù)點。 10、供電系統(tǒng)運行情況的數(shù)據(jù)歸檔和統(tǒng)計報表功能 分門別類保存操作信息、報警信息，以進(jìn)行查詢和故障分析；實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的日報、月報、年報的統(tǒng)計報表并可進(jìn)行分析。系統(tǒng)可根據(jù)調(diào)度人員的要求，建立各種檔案報表，采用自動或手動方式錄入數(shù)據(jù)。 11、打印功能 所有報表、報警、圖形等都可以通過監(jiān)控中心任一臺操

10、作員站在網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)上打印出來。 12、在線幫助使用功能 系統(tǒng)附設(shè)在線幫助使用功能，在線幫助功能能夠引導(dǎo)用戶一步一步進(jìn)行各種操作、畫面組態(tài)、報表組態(tài)等。 13、信息查詢 用戶可設(shè)定時間和項目在系統(tǒng)中查詢各種歷史信息。查詢方式和類型包括以下方式：數(shù)據(jù)查詢方式，曲線方式，數(shù)值方式，記錄查詢方式，報警信息查詢等。 3監(jiān)控中心設(shè)置 1、延安監(jiān)控中心建立監(jiān)控中心，設(shè)置數(shù)據(jù)存、儲維護(hù)服務(wù)器一臺，完成數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)分發(fā)、信息儲存等任務(wù)的調(diào)度和管理。 2、設(shè)置兩臺監(jiān)控工作站為監(jiān)控調(diào)度的局域網(wǎng)平臺。 3、中心監(jiān)控系統(tǒng)配置一臺激光A3打印機(jī)，以打印輸出圖形畫面、實時數(shù)據(jù)報表、歷史數(shù)據(jù)報表以及數(shù)據(jù)曲線等(在需要的時候)。 4、為使用方便系統(tǒng)留有即插即用端口，以備在需要時臨時加入網(wǎng)絡(luò)工作。 5、新窯溝管理站建立監(jiān)控系統(tǒng)站，設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)工作站一臺。 4結(jié)論 該系統(tǒng)是一套融合現(xiàn)代電網(wǎng)最新控制技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機(jī)圖形處理技術(shù)、嵌入型實時操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)的電力控制系統(tǒng)，黃延高速公路通過采用這套電力監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對收費站配電房供電系統(tǒng)運行情況的遠(yuǎn)程監(jiān)控和無人值守，為高速公路的收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)提供了安全、穩(wěn)定的電力保障。