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配变监控管理系统技术研究与开发应用 摘要 配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，其运行数据是整 个配电网基础数据的重要组成部分。在城乡电网中，随着居民生活水平的提高， 居民负荷占总负荷的比例越来越大，居民对供电质量( 如电压合格率、频率等) 、 供电可靠性的要求也越来越高。供电企业在进行规划设计时，对居民负荷的现 状必须作到心中有数，业扩报装、新用户接火、系统增容、变压器布点选择等 等日常规划工作必须有科学的依据。对供电企业的生产部门来说，设备安全的 监视，是其关注的首要目标。系统的经济运行是电力企业的经济效益源泉之一。 本文以含山供电公司与南京电研公司联合开展的配变监控系统建设工程为 背景，对配变监控系统系统进行了深入的分析与应用研究。 n s a 6 l o o 配变监控管理系统可以从两方面优化系统的经济运行：一是可以 用最优的方案，现场控制无功电容器组的投切，就地保持系统的无功平衡，提 高配电变压器总负荷的功率因数，降低技术线损。二是自动监测、存储配电变 压器的运行数据，为电力企业的一些专业分析工作，如负荷预测、线损分析等， 为配电自动化系统提供数据，进而从技术和管理的角度提高电网运行的经济性 和安全性。配电变压器监控系统作为配电自动化系统重要组成部分，在有限的 投资前提下，能全面提高配电系统的服务质量、设备的运行安全、运行的经济 性和供电企业的管理水平，产生良好的经济效益和社会效益。 关键词：配电变压器，无功平衡，线损分析 r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no f m o n i t o r i n gm a n a g e m e n t s y s t e mf o rd i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e r a b s t r a c t d i s t r i b u t i o nw i l lb ed i r e c t l ya l l o c a t e dt ol o w v o l t a g ep o w e ru s e r so fe l e c t r i c a l e q u i p m e n t ，r u n n i n gt h ee n t i r e d i s t r i b u t i o nn e t w o r kd a t ai s t h eb a s i so fa l li m p o r t a n t c o m p o n e n to ft h ed a t a i nu r b a na n dr u r a lp o w e r 鲥d s ，埘t 1 1t h ei m p r o v e m e n to fl i v i n g s t a n d a r d so fr e s i d e n t s ，r e s i d e n t sl o a do ft h et o t a ll o a do fag r o w i n g p r o p o r t i o no fr e s i d e n t s o nt h eq u a l i t yo fp o w e rs u p p l y ( s u c ha sv o l t a g ep a s s i n gr a t e ，f f e q u e n c y e t c ) ，t h er e l i a b i l i t y r e q u i r e m e n t sa r ea l s og e t t i n gh i g h e ra n dh i g h e r p o w e rs u p p l ye n t e r p r i s e si nt h ep l a n n i n g d e s i g n ，t h el o a do nt h er e s i d e n t so ft h es t a t u sq u om u s tb ed o n eap r e t t yg o o di d e a , t h e i n d u s t r yw a se x p a n d i n g 谢t l ln e wu s e r sj i e h u o ，c o m p a t i b i l i z e rs y s t e m ，t r a n s f o r m e r s ，c h o o s e f a b r i c sa n ds oo nd a y t o - d a yp l a n n i n gw o r km u s th a v eas c i e n t i f i cb a s i s n ee l e c t r i c i t y p r o d u c t i o ns e c t o re n t e r p r i s e s ，s e c u r i t ys u r v e i l l a n c ee q u i p m e n t ，i st h ep r i m a r yo b j e c t i v eo f t h e i rc o n c e r n s n l ee c o n o m i co p e r a t i o ns y s t e mi st h ep o w e rs o u r c eo fo n eo ft h ee c o n o m i c e f f i c i e n c yo fe n t e r p r i s e s i nt h i sp a p e r , h a ns h a h ，t h ep o w e rc o m p a n ya n dt h en a n j i n gi n s t i t u t eo fj o i n t c o m p a n i e s 谢mv a r i a b l em o n i t o r i n g s y s t e m c o n s t r u c t i o na st h e b a c k g r o u n d ，t h e d i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e rm o n i t o r i n gs y s t e m sc o n d u c t e di n d e p t ha n a l y s i sa n da p p l i e d r e s e a r c h n s a 610 0d i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e rm o n i t o r i n gm a n a g e m e n ts y s t e mc a no p t i m i z et h e s y s t e mi nt w ow a y st h ee c o n o m y ：f i r s t ，c a nb et h eb e s tp r o g r a m m e s ，o n s i t ec o n t r o lo f r e a c t i v ep o w e rc a p a c i t o r sf o rt h ec u t ，l o c a ls y s t e mo fr e a c t i v ep o w e rt om a i n t a i nb a l a n c e ， r a i s i n gt h et o t a ll o a do fd i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e r sp o w e rf a c t o r , r e d u c i n gt e c h n i c a ll o s s e s a l o n gt h el i n e s e c o n d ，t h ea u t o m a t i cm o n i t o r i n g ，s t o r a g e ，d i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e r s o p e r a t i n gd a t af o rt h ep o w e rc o m p a n i e so fs o m ep r o f e s s i o n a lw o r k ，s u c ha sl o a df o r e c a s t ， t h el i n el o s sa n a l y s i sf o rt h ed i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ns y s t e mt op r o v i d ed a t a , t h e nf r o ma t e c h n i c a la n dm a n a g e m e n tp o i n to fi m p r o v i n gt h eo p e r a t i o no fp o w e r 咖d se c o n o m i ca n d s a f e t y d i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e rm o n i t o r i n gs y s t e md i s t r i b u t i o na u t o m a t i o ns y s t e m s 嬲a n i m p o r t a n tp a r to ft h el i m i t e di n v e s t m e n tp r e m i s e ，t h ep o w e rd i s t r i b u t i o ns y s t e mt o c o m p r e h e n s i v e l yi m p r o v et h eq u a l i t yo fs e r v i c e ，t h es a f eo p e r a t i o no fe q u i p m e n t , r u n n i n g t h ee c o n o m ya n dt h ep o w e rs u p p l ye n t e r p r i s em a n a g e m e n tl e v e l ，ag o o de c o n o m i ca n d s o c i a lb e n e f i t s k e yw o r d s ：d i s t r i b u t i o nt r a n s f o r m e r s ，r e a c t i v ep o w e rb a l a n c e ，a n a l y s i so fl i n el o s s 插图清单 图1 1 配变监控系统分层分布式体系结构图一一- - 5 图1 2 配电监控系统网络结构图一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一6 图2 1 配变监控系统主前置机人机界面图7 图2 2 配变监控系统网络服务器界面图一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一8 图2 3 配变监控系统管理模块界面图一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一9 图2 4 配变监控系统数据模块界面图一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一10 图2 5 配变监控系统告警模块界面图一一一一一一一1 l 图2 6 配变监控系统w e b 浏览功能界面图一一一一一一一1 1 图3 1 终端夕 形图一一一一一一一1 2 图3 2 终端原理框图一一一一一一一1 3 图4 1 配变监控管理系统总体组网图一一一一一一1 9 7 表格清单 表7 1 配变监控系统主站基本设备配置表一一32 表9 一l 流量清单表一一一3 7 表9 2 费用清单表一一一一一3 8 独创性声明 本人声明所早交的学位论文是我个人在导师指导卜- 进行的研究i ：作及取得的研 究成果。据我所知，除文中特别加以标：占和致谢的地方外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰弓过的研究成果。也不包含为获得 金8 曼：! ：些厶堂 或其 他教育机构的学位或证i5 而使川过的材料。与我一同j ：作的同忠对本研究所作的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 繇甲峰：埘 吖同 学位论文版权使用授权书 本学何论文作者完全了解 佥日墨! ：些厶堂有关保留、使刖学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印什和磁盘，允许论文被夯阅和借 阅。本人授权 金月巴：些厶堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有犬数据库 进行检索，可以采川影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学何论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 签字同期：2 刃莎年 学位论文作者毕业后去向： 糕蓑纂嘲仫眈伤习 2 新弛协7 签字r 期：) 湃f 月叮同 电话： 邮编： 致谢 在此论文完成之际，谨以此文献给一直关心、支持和鼓励我的人们。衷心 地感谢尊敬的导师温阳东老师，感谢南京电研公司的同仁和巢湖公司的领导。 另外，向所有支持我和鼓励我的老师、同学、家人致以最真挚的祝福。 4 作者：邓绍虎 2 0 0 8 年8 月 第一章系统概述 1 1 引言 配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，其运行数据是整个 配电网基础数据的重要组成部分。在城乡电网中，随着居民生活水平的提高， 居民负荷占总负荷的比例越来越大，居民对供电质量( 如电压合格率、频率等) 、 供电可靠性的要求也越来越高。供电企业在进行规划设计时，对居民负荷的现 状必须作到心中有数，业扩报装、新用户接火、系统增容、变压器布点选择等 等日常规划工作必须有科学的依据。对供电企业的生产部门来说，设备安全的 监视，是其关注的首要目标。系统的经济运行是电力企业的经济效益源泉之一。 巢湖含山配电自动化系统项目的建设立足本地区配电网现状和本公司的经济状 况，以“统一规划、分布实施；技术合理、适度超前；设备可靠、简单方便、 经济合理”为目标。按照安徽省电力公司配电自动化( 监测) 系统技术功能 规范( 试行) 建设，主站采用网络结构，具有主站管理，终端档案管理，终端 运行管理，数据接受、处理与查询，数据管理等功能，能分析台区、线路线损， 自动实时统计分析、线损率越限自动报警功能使用情况，实现台区的数据存储 和分析功能。能兼容多种通讯方式，能与无线电、g p r s 和光纤等通讯方式终端 ( t t u 或p t t u ) 配合。配电变压器监测作为项目建设的重点，先建成覆盖城区全 部公用配变的新监测系统，不断推广至市郊配网，市郊建立采集工作站：通道 以公众通信网的g p r s 方式为主。对原使用无线电通道的配变终端继续使用无线 电通道，逐年进行改造和统一。与用电m i s 、负荷管理系统和调度s c a d a 系统 数据共享功能，具有电能数据采集与居民电表集抄接口。 n s a 6 1 0 0 配变监控管理系统可以从两方面优化系统的经济运行：一是可以 用最优的方案，现场控制无功电容器组的投切，就地保持系统的无功平衡，提 高配电变压器总负荷的功率因数，降低技术线损。二是自动监测、存储配电变 压器的运行数据，为电力企业的一些专业分析工作，如负荷预测、线损分析等， 为配电自动化系统提供数据，进而从技术和管理的角度提高电网运行的经济性 和安全性。配电变压器监控系统作为配电自动化系统重要组成部分，在有限的 投资前提下，能全面提高配电系统的服务质量、设备的运行安全、运行的经济 性和供电企业的管理水平，产生良好的经济效益和社会效益。 1 2 系统主要特点 一系统能够完成常规的负荷监测与控制功能； _ 主要用于监测与管理各类用户的用电信息、变电站、小型电站的电力负荷 监测和电能量采集。 - 该系统的信道主要采用无线、电话、光纤、微波、g s m 公共移动网、g p r s 网或其中几项的集中组合方式。 一系统中的远程终端可接入多种计量表计或监测设备， 各种数据的远程传输功能。 数据传输可以采用中国移动通信g p r s 无线通讯方式， 的特点。 实现电能质量检测等 具有安全可靠免维护 一数据采集通讯规约具有良好的开放性，被国内外广大厂家的设备采用。 一终端采用进口的工业现场专用通讯模块，通信链路可靠，保证数据及时到 达主站。 _ 终端具有遥控接口：接受并执行遥控命令，并完成紧急拉闸等功能。如： 负荷过变压器容量等。 终端具有遥信接口：采集并向远方发送状态信息。 _ 支持不少于5 0 0 0 个厂站，4 0 0 0 0 个计量点的系统规模。 _ 实时监测用电情况和开关状态。 - 系统主站前置机和网络服务器等重要系统软件用户可以设置自动安全锁定 功能，在系统操作员离席后自动锁定，防止其他用户非法操作，保证系统安全 运行。 1 3 系统设计依据 q g d w1 2 9 - 2 0 0 5电力负荷管理系统通用技术条件 一q g d w1 3 0 - 2 0 0 5电力负荷管理系统数据传输规约配网自动化终端设备 通用技术条件 一 配网自动化终端设备通用技术条件( 试行) 国家电力公司发输电运营部 1 9 9 9 年l2 月 一 配网自动化系统远方终端d l t 7 2 卜2 0 0 0 _中华人民共和国电力法 一 配电系统自动化导则一中国电机构成学会城市供电专业委员会 一 电力部“九五 规划和2 0 10 年发展纲要 一 电力工业计算机技术标准与规范选编 _ 江苏省无委会无线负荷管理系统无线频点的使用通知 - 1 0 千伏配网自动化发展规划要点( 试行) 国家电力公司发输电运营部 1 9 9 9 年1 2 月 一 1 4 系统建设主站方案 随着社会经济的发展，电力用户对供电可靠性、电能质量和服务水平的要 求不断提高。“十一五”期间，我公司将加大配电网的建设和改造力度，配电 网供电可靠性、电压合格率和设备先进性水平将得到进一步的提高，为此需要 完善相关自动化手段提高配电管理水平以适应配电网建设的需要。 2 本实施方案根据安徽省电力公司配电网自动化系统“十一五 规划、 安徽电网配电自动化主站系统典型设计方案和有关的技术规范要求，阐述 了我公司配电监测系统主站方案，对配电监测主站系统的建设提出了总体设计 原则，对系统的体系结构、功能要求和性能指标等方面作了描述。 1 4 1 总体设计原则 ( 1 ) 按照配电终端与配网主站的通讯规约、配电自动化功能技术导则和 配电自动化d s c a d a 系统实用化验收办法( 修订) 的各项要求来建设。 ( 2 )根据安徽省电力公司配网自动化系统“十一五”规划的要求，含山供电公 司的配电自动化系统工程主要实现最基础的s c a d a 功能，即实现d t u 、f t u 、t t u 终端的实时数据采集功能。 ( 3 )配电自动化主站部分采用双数据服务器、双前置工作站、双以太网、终端 数据单网采集的网络拓扑结构。采用u n i x 与w i n d o w s 混合平台或者全部采用 w i n d o w s 平台，以s c a d a 为主体的实时监控功能独立运行，各功能模块采用基于 面向服务架构的一体化设计，保证信息的可靠、高效、优质共享。 ( 4 )配电自动化主站系统平台采用开放式平台，为所有应用提供服务，支持在 平台上构架s c a d a 、d a 、d p a s 、d w m 等应用。系统具备模块和应用的统一管理， 数据的统一采集、存储、访问和发布，图模一体化的作图软件，报表工具，权 限管理，告警处理，w e b 发布等服务。 ( 5 )根据电力二次系统安全防护规定，将主站系统放置于生产管理区，w e b 服务器放置于管理信息区与公司m i s 网连接提供w e b 浏览服务，用正向电力物 理隔离装置隔离生产管理区与处于管理信息区的m i s 网的连接。 ( 6 )主站系统与地区调度s c a d a 系统之间的连接采用硬件防火墙，由地区电网 s c a d a 系统将城区变电站l o k v 母线及馈线运行数据转发给配电自动化系统。 ( 7 )通过g p r s 通信方式来连接配电远方终端，使用专用的a p n 网络，并且使 用硬件防火墙进行两个网络之间的连接。 ( 8 )接入配电自动化系统的配电子站、开闭所、环网柜以及其它系统接口都以 网络方式与主站进行连接和通信。 ( 9 )配电自动化主站系统可以与第三方软件系统实现信息交换，实现与地区调 度s c a d a 系统和g i s 系统的接口，系统具备与地区电能量计量系统、负控系统 等其他外部系统的接口。 ( 1 0 ) 系统必须具有开放性，具备与地区电网调度自动化、负荷管理、变电站自 动化、用电管理、用户服务、地理信息系统、管理信息等系统有机集成可行性， 保证实现信息源唯一、资源共有、信息共享、图形数据同步更新。能够支持无 线电台、g p r s c d m a 、光纤等各种通讯方式、各种型号的终端设备接入。 1 4 2 系统应用结构 含山供电公司配电监测系统采用分层分布式体系结构，由配电主站和配电 终端几个层次组成，如图1 1 所示。 主站层 主站接收从各个d t u 、f t u 、t t u 终端传来的数据，同时采集地区电网s c a d a 系统转发的数据，获取电网的实时信息，从整体上对地市供电管辖的配电网进 行监视和控制，分析电网的运行状态，协调配网运行方式、负荷分配及故障处 理，对配电网进行有效的控制、管理，使整个配电网处于最优的运行状态。 主站系统由一系列工作站、微机、数据库服务器、前置服务器、网络设备及其 它服务设备等组成，不同的工作站分担系统不同的任务，共同实现系统的功能。 终端层 主要安装在各开闭所、配变( 含箱变) 、柱上开关( 含环网柜) 等，该层 利用现代电子技术设计生产的配电设备，采集各种配电网的实时数据信息，主 要任务是负责对开闭所、配变( 含箱变) 、柱上开关( 含环网柜) 进行数据采集 和数据发送。 该层沿配电线路分布，包括终端设备和通信设备。终端设备有d t u 、f t u 、 t t u 等。d t u 、f t u 终端与配电自动化主站系统通过光纤环网或基于电缆屏蔽层 的载波通信系统( 环网柜、开闭所) 进行通信，t t u 与配电自动化主站系统采 用无线g p r s 方式通信。 在系统的通过通信介质建立通信联系，进行信息交换，实现对整个配电网 的最优管理。 系统采用以上分层的总体结构，具有以下特点： 不同层面执行不同功能 主站的功能包括高、中压电网运行状态的监视控制( s c a d a ) 、跨子站区域 的故障处理、地调及配调网络分析、配电自动化等功能。 子站层完成配电s c a d a 、数据采集和数据转发功能。 配电终端层完成信息采集、数据转发。 不同层面相互协调 三层之间通过通信介质进行信息交换，协调工作，形成一个有机的整体， 共同完成配电自动化任务。 4 。，。1 e r p 。生产管理系统j ” 地理信息系统 ， 【负控系统怍 配电网综合数据辜台 j t 1 ，隔哆 r r 、_ 自1 。 。紧昌八：烩少化系统k 煲) l ( i 区 。j j 一一 l 厂 、 d s c a d a 主站系统 ! 准实时监测主站 i斗即l 黼忡 -j 州、刁，l ： 主站于糸玩 i 一 ， l 0 ” 1 r配电通讯子站 誓k 么嘲扩 r ii 工 i 圈圈圉圈围圈 图l 一1 配变监测系统分层分布式体系结构图 5 1 4 3 网络结构 图1 2 配电监测系统网络结构图 1 4 4 设备环境条件 主站系统设备安装在巢湖供电公司内的专用计算机机房和配网调度室。 运行环境为： ( 1 ) 计算机机房的温度为1 6 。c 2 6 。c ，湿度为2 0 9 0 。 ( 2 ) 大楼防雷接地电阻1 q ，配电监测主站系统的接地与防雷接地网在地 下一点共地。 ( 3 ) 供电电源：u p s 交流2 2 0 v ，偏差为2 2 0 v 2 、频率为5 0 0 2h z 。 当u p s 电源故障或检修时，电源偏差为2 2 0 v 1 5 、频率为5 0 1h z 。 ( 4 ) 考虑设备防静电、防电火花干扰、防雷击、防过电压和防电磁辐射等 要求。 1 4 5 系统遵循标准 安徽省电力公司配电自动化( 监测) 系统技术功能规范( 试行) 配电自动化d s c a d a 主站系统实用化验收办法 安徽电网配电自动化主站系统典型设计方案 6 第二章系统功能 配变系统主站软件是整个n s a 6 jo 。系统的核心部分，系统的绝大部分功能 是通过主站软件来实现的。“n s a 6 10 。配变监控管理系统”主站软件系统( 以下 简称“主站软件系统”) 是南京电研r 乜力自动化有限公司在总结公司其它系统的 基础上，借鉴国内一些厂家的成功的经验，认真调研电力部门对配电监控管理 新的需求，潜心开发出的又一电力自动化软件精品。“主站软件系统”主要分为 以下几个模块： 21 前置机系统 前置机系统土要功能是实现对系统所有负控终端设备运行情况的监控，负 责网络服务器和终端之间的通讯。主要功能有： 建屯县、区局级前置机映射，管理其一f 属负控设备终端通讯，平衡系统设 备通讯链路负载，提高了系统的稳定性。 - 系统可以建立t c p u d p 监听各两对，系统支持双网( 跨网) 热备份运行。 系统支持最多三个r s 2 3 2 通讯端口，其中一个r 8 2 3 2 通讯口用于远程唤醒， 当采用o p r s 方式组网时，系统通过此端口发送振铃或其他信号使离线设备快速 登录时置机，从而减少g p r s 方式运行成本。一个r s 2 3 2 通讯端口用于电台通讯。 个r s 2 3 2 通讯口用于s m 8 方式通讯，在其端口卜建立s b l s 协议解析，主要用 于终端g p r s 方式工作失败时和前置机之问的通讯。 - g p r s 链路安全监控。系统对u d p t c p 方式建立的通讯链路进行安全监控， 防止恶意连接。对于长时间无流量链路或链路出现非法数据，系统根据用户设 置自动强行切断链路。 - 数据冗余技术。系统理论上最大支持7 0 8 4 个后台客户同时访问，当多个客 户同时使用l ，d 个链路资源进行通讯时，系统将自动建立数据冗余队列，提高 硅踌资源的使用率，保证每包数据安全收发。 _ 系统提供为每个通讯链路提供独立的人机界面，方便用户实时查看链路报 文等信息 餮螽季蠢意氢蠢蕊蓊 卫i 圄 22 网络服务器 网络服务器是主站系统的核心部分，主要有以下功能： _ 管理所有后台客户进程的访问连接，并提供人机界面，系统管理员可以根 据需要关闭任意个后台客户进程。 处理负控设各主动告警信息，并适时向后台客户告警模块进行广播。 系统管理员自定义任务数据补测时间、频率等数据补测参数，并适时向后 台所有客户进程广播。 适时显示系统通讯链路错误信息。 _ 处理并转发后台客户进程的广播信息，保持系统数据同步。 _ 处理并广播设备主动上报数据。 - 友好的提示信息栏，如果操作员设置提示信息有效，当系统其它模块登陆 或有广播消息时候，出现提示信息提醒操作员。 - 根据操作员设置将网络链路信息、数据交互信息写到门志文件备档，供用 户查看。 口= = = = = = z z 】t e # 要= _ 一旦 2 8n h e i 。9 。肖挥n 自槲缸f y lm 墨幕才竺争靠警一! 譬曼鹭葛舞哥 5 兰i i = = = 辜吗正萼善五霉笔杀若龟禚罐磊磊；= = ；辫j 莹点：一是釜差麓吐蠢鞴二基器篡： 图2 2 配变监控系统网络服务器界面目 23 管理模块 主要有吐下功能： - 系统安全管理 在用户层面上，系统采用访问权限和控制管理机制。为每个用户分配一个 用户名和口令，并赋予一个权限，包括对下层殴各的管理权限。最高管理员有 权读取、更改所有信息，并且可以分配其它下级管理员对主站系统备模块的操 作权限。而一些线路管理员只能读取、更改所在线路的相关信息。 系统基本信息管理。 系统其它一些配置信息。如：系统人机界面个性化标题设置、系统告警模 块各类型眚瞀编码风格设置等、定制测量点数据曲线、终端组管理等。 匿蘩蓊丽蕊蠢蓬蕊蘼酮 j | 拦要要雏篓鋈錾 i i 匾= 三i 三= 习纠 一 此 【| 圈刻i 雷蛹。赫。喃。；，。j 闺2 3 配变监控系统管理模块界面崮 24 数据模块 数据模块是整个系统用户使用的主要模块，有以下功能： _ 设备及测量点常规参数更改、设置，设备及测量点常规参数查询。设备功 摔、电控参数置，殴各功控、电控、开关参数或状态查询。设备任务参数更 改、殴置、查询。 设备测量点任务数据查询。 - 滚动屈示用户已经和终端设备进行过的通讯，提供良好的人机界面方便查 看交互信息，节省运行费用( 尤其在s m s 和g p r s 方式下) 。 测量点数据曲线显示。数据模块在收到网络服务嚣曲线广播消息后，根据 管理模块定制的曲线配置，显示其测量点数据曲线。主要有： 三相屯压曲线 叩相l u 流曲线 三，目有功功率曲线 = 相功率因数曲线 三相电压曲线 二相不平衡曲线 负荷率曲线 其它测量点数据曲线 设备及其测量点告警信息查询。 f 蠢；麟戮聪鞭鞠麓溅i 鬻戮童 情鎏f = ：= = 1 禳茹蓄肴萼筹藁蓁蚓 肇薯8 蘑霎孽翥蕈j j 酉 b 。；蠛要震霎霎霎夏纂纂 25 分析模块 图2 4 配变监控系统数据模块界面图 分析模块是分析测量点数据的模块。该模块完全按照e x c e l 格式设计，功 能强大，制表方便，它增加了一些电力系统非常适用的功能，具有预览功能， 方便用户查看打印效果，打印前可对数据进行检查。并可以人工置数，并保存 承久有效，报表可以在宽行打印机或激光打印机上输出，可以自动根据纸张大 小进行调整。主要可以定制以下一些报表： _ 电压合格率分析详表。 - 电压合格率统计表。 - 负载分析表。 - 负载统计表。 - 供电可靠率统讣表。 _ 用户还可以定制其他报表。 26 告警模块 告警模块主要功能有： 通信故障告警。 - 系统安全告警。 系统工况告警。 _ 声音和文字等多媒体方式滚动显示设备主动上送告替 - 告警记录的分类及查询。 焉焉露薯烹葛= = = = ! ：= = ! = 竺竺：二“二： 蠹要篓萋j 灏黼缫醺交蠹鹈鬻鬟囊毫j h 目。自自3 目口日i e ：a 日日w w 目t = = = ：= i ，l 目目：i c 2 7w e b 浏览 削25 配变监控系统告警模块界面图 n s a 6 1 0 0 配变监控系统的w e b 浏览功能非常强大，用户可以通过i e ，在本 地或者异地登陆到本系统进行操作，主要功能有： 查询功能，按局或线路、设备容量等信息进行索引，查询设备信息、配置 参数、铡量点数据或后台分析数据。 _ 修改功能，在查询的基础上对一些数据进行修改，对不完备的数据进行补 充，日志清除等。 _ 曲线报表功能，_ e j 户可以自由调整数据间隔时间，选择统计对象，显示其 测量点数描。 _ 系统可以设置刷新时间周期，实时的刷新测量点数据或各种工况的信息。 + ；装_ 一h 一_ x m ，- t 口目 拳。黜，m 。 鬟； | 溪遵颡迦蓼雀 。一瑟p 敏e 铃蕴劳了i 产 鬻。 “= m 剖2 6 配变监控系统w e b 浏览功能界面圈 第三章终端功能 n s a 6 1 0 0 型配变监控管理终端( 以下简称终端) 是以计算机应用技术、现代 通信技术、电力自动化控制技术为基础的信息采集、处理和实时监控系统。终 端集电力负荷管理和现场客户服务功能于一身，技术先进、功能完善、扩展灵 活，是供电企业监控用户用电情况，提高配用电管理水平的新一代远程监控装 置。 终端是配用电管理系统的一个重要组成部分，它用于配电变压器、配电线 路运行状态、补偿配电网无功等的终端单元；具有实时数据采集、历史数据存 储、故障报警、动态无功补偿等功能；支持运行状态就地显示、就地抄表和多 种方式的远程抄表；可以灵活多样进行系统组网：g p r s 方式、g s m 通讯方式、 光钎通讯组网，也系统不进行组网通过红外通讯就地采集数据，主站进行数据 统计处理功能。 适用于低压电网运行状态监测和低压动态无功补偿等场合。 3 1 终端外形 终端操作面板的主要部件如图3 1 所示； 序号名称 1挂件 2 液晶显示器 3 状态灯指示 4 红外接口 5 按键 6 通讯模块 7 后备电源 8 维护口固定封 口 9 维护通讯口 10 接线端子 图3 1外形图 3 2 工作原理 终端采用模块化设计，可以根据客户需求进行不同的模块化组合；具体的 原理框图如图3 2 所示： 图3 2原理框图 终端主要有以下几部分组成：数据处理部分、计量采样部分、控制部分、 开关量脉冲采集部分、通讯模块等部分组成，具体描述如下： 1 )数据处理部分： c p u 采用高性能的3 2 位处理器，嵌入式操作系统，多线程、多任务运行， 运行速度快、处理功能强大、具有丰富的片内外资源，c p u 通过丰富片内资源 接口，完成与外设数据的交换；对数据进行统计分析；c p u 将设置数据、统计 数据及计算数据等保存在f l a s h 、f r a m 、s r a m 等存储器中：通过遥信脉冲接入 口，获取开关或电能表脉冲信息；时钟芯片采e p s o n 公司的串行时钟芯片 r x 8 0 2 5 ； 终端的历史数据存储于大容量的f l a s h 存储器中；重要参数和普通参数存 储于不同的存储器中，具有必要的硬件防护措施： 临时数据存储s r a m 中，外接电池，防止掉电丢失； 2 )计量采样部分： 计量芯片采用国内知名品牌a t t 7 0 2 2 b ，其集计量、谐波采集于一身的专用 计量芯片：交流输入部分采用互感器隔离输入，保证了信号处理的抗干扰性能： 3 ) 控制部分： 输出控制部分有控制输出预动作部分和控制执行部分组成，控制输 出预动作部分采用阻容延时消抖，增加执行控制输出的可靠性，防止控 制误动作。 4 )开关量脉冲采集部分： 5 ) 采用光电隔离输入，脉冲计量准确，可直接接入有源或无源信号； 通讯部分： 通讯部分采用模块设计，模块可配置为g p r s c d m a 网络通讯，通讯 连接可靠； 3 3 主要特点 2 ) 3 ) 4 ) 5 ) 6 ) 7 ) 8 ) 符合国家电网公司颁布的交流采样远动终端技术条件- d l t 6 3 0 1 9 9 7 、配电网自动化系统远方终端- l t7 2 卜2 0 0 0 等远方终 端和配用电管理终端的技术条件对远方终端的要求。支持 d l t 6 4 5 1 9 9 7 多功能电能表通信规约以及业内多种国内外表计协议： c p u 高性能的3 2 位处理器，嵌入式操作系统，多线程、多任务运行， 运行速度快、处理功能强大。配有不掉电工作r a m 和高性能c p u 监控 芯片。设备工作稳定可靠，在掉电的情况下也不会丢失数据。采用了 页面管理技术，配有大容量f l a s h 、s r a m 内存，可进行大批量数据 存储，终端在未接到刷新命令前，无论断电与否均可保存数据。 通信方式灵活：终端上有更多的独立串行总线，很容易外接多种功能 模块，使终端具有更好的扩展性；可根据用户不同通信条件灵活配置 通信模块( 选配不同插件) ，支持g s m g p r s c d m a 等无线网络通信方 式，具有速度快，工作电流小，抗干扰性强等优点，从而使得数据传 输具有高可靠性。支持天线一体化，内置、外置方式可变。 终端电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁场、强静电、雷 击浪涌的干扰，且具有较强的温度自适应范围，各电路板模块采用软、 硬件电路和看门狗电路及复位电路，终端运行安全可靠且易于维护。 特配有独立电源模块，使用三相电源供电，在缺两相( 三线四线模式) 或一相( 三相三线模式) 均可正常工作。 终端采用了高精度不掉电实时时钟模块，使得时钟每小时走时误差小 于0 1s 。 终端具备死循环控制功能，可在远程或当地设置电量和功率定值以及 控制方式。 采用先进的高速高精度数字采样技术，实现实时高速电能计算，特别 是在负荷波动大、谐波含量高的运行状况下仍然能够保证采样和电能 1 4 计量精度。 脉冲量，遥信量的输入以及控制，告警输出均经光电隔离，具有很高 的抗干扰性能，终端电磁兼容性能优良，能抵御高压尖峰脉冲、强磁 场、强静电、雷击浪涌的干扰。 终端可由通讯口( r s 4 8 5 接口) 直接或经过专用抄表模块读取智能电 表的数据。支持两种以上电能表通信规约；增加支持多种规约，能够 与多种表计通讯。 终端具备很强的自检功能。 密封式设计，p v c 防水阻燃材料，壁挂式结构、体积轻巧、安装方便。 可扩展：支持无功补偿控制。 3 4 性能参数 1 ) 规格型号： 三相四线；三相三线 2 ) 电气参数 正常电压：交流( 3 l o o v 、3 x 5 7 1 0 0 v 、3 x 2 2 0 3 8 0 v 3 0 、5 0 h z ) 。 消耗功率：终端功率消耗小于i o v a ，传输状态下功耗的增量小于 2 0 v a 。 3 )运行环境条件： 温度环境：- 2 5 + 8 0 一湿度环境8 5 时，终端能够正常工作。 4 ) 机械性能：振动( 在非工作、非包装的情况下) 在下列条件下振动无损 坏 频率范围： 1 0 1 5 0 h z 交越频率： 6 0 h z f 6 0 h z 时：定加速度l o m s ( 1 o g ) 扫描循环次数：每轴线1 0 次 5 ) 电磁兼容 一静电放电等级：4 级 高频电磁场等级：3 级 电快速瞬变脉冲群等级：4 级 一浪涌等级：4 级 6 ) 安全性能 ) ) ) ) ) 0 1 2 3 n 了 l 1 1 l 一冲击电压：6 k v 标准的1 2 5 0 p s 脉冲 交流耐压：2 5 k v l m i n 7 ) 数据采集 一状态量采集： 路数可配置，最大6 路；支持有源、无源开关量输入 门节点：可配置路数，最大2 路； 电能表数据采集 r s 4 8 5 抄表，可接入多种规约的电表； 脉冲量采集：路数可配置，最大6 路； 脉冲宽度为8 0 m s 2 0 m s ，脉冲幅度为i o v _ + 2 v ，也可采集无源脉冲， 支持共c 共e 接法， 交流模拟量采集：( 具备交流采样功能的终端) 三相三线： 3x1 0 0 3 x 1 5 ( 6 ) a5 0 h z 三相四线： 3x2 2 0 v 3 8 0 v 3x1 5 ( 6 ) a5 0 h z 精度： 电压电流：0 5 有功功率：0 5 无功功率1 有功电能：1 - 0 无功电能2 o 8 ) 输出 控制输出： 4 路，非自保持输出 触点容量：a c 2 2 0 5 a 绝缘耐压：1 5 0 0 v 告警输出： l 路，自保持输出 触点容量：a c 2 2 0 5 a 绝缘耐压：1 5 0 0 v 9 ) 通信接口：g s m g p r s c d m a 通讯方式可选； 1 0 ) 外形尺寸：2 7 0x1 7 5x9 5m m ，外形图：如图1 ： 1 1 ) 重量：约2 k g 1 6 3 5 功能介绍 1 ) 2 ) 交流采样： 具备交流采样功能，包括三相电压、电流、功率、功率因数、最大需 量、电量等 远程抄表： 接口：r s 4 8 5 ，能同时支持不少于4 块电表的数据采集和处理。 规约：支持i e c i1 0 7 规约、d l t 一6 4 5 通讯规约。终端能同时支持不少 于两种规约的电表接入，支持主站远程升级终端电表规约库。具体到 i e c i l 0 7 规约电表型号有：兰吉尔表、a b b 表、红相；部颁d l t 一6 4 5 规约电表型号有：威胜电表、浩宁达电表、华隆电表、龙电电表、许继 电表、科陆电表、三星电表。 3 ) 数据抄读及存储 终端能满足以下数据的抄读及存储要求： a ) 实时召测数据： b ) 曲线数据； c ) 日数据； d ) 月数据； 4 ) 监测及报警 用电或计量装置异常时，终端具有向主站主动告警的功能，并记录 事件发生的类型、累积次数、。最近1 0 0 次的发生时间等。异常事件包括 如下： a ) 电表异常打开( 要求有开关量信号输出) ： b ) 计量柜异常打开( 要求有开关量信号输出) ； c ) 示度电量下降判断； d ) 电表参数设置改变； e ) 电表运行状态变动； f ) 停电、上电报警； g ) 检测电压逆相序、电流反极性。 h ) 三相负荷电流不平衡检测功能； i ) 断相、电池电压过低等电表事件。 5 ) 通信： 提供了r s 2 3 2 、红外通信、r s 4 8 5 、g p r s 、短消息和网络传输多种方式 6 )对时： 具备和主站对时的功能，终端时钟误差不超过3 s d 。 终端内置测温芯片，随时测量终端内温度，依照时钟芯片的温度误差 曲线对时钟芯片实现温度补偿，保证了终端时钟误差不超过3 s d 。 1 7 7 )显示： 能够操作显示抄表信息、通信信息、故障信息、报警信息、负控信息等 内容。 8 ) 遥控、遥信 开关量输入； 继电器输出： 触点容量：a c2 2 0 v 5 a ， 绝缘耐压：2 0 0 0 v ： 9 ) 停电数据保持 电源瞬时及长时间断电时，设备不出现错误状态并有数据保持措施；电 源恢复时，工作状态为断电前。 4l 系统网络结构 第四章系统组网方案 n s a 6 1 0 0 配变监控管理系统由系统主站和现场管理终端组成，总体组网 图如下： 。秒山寓 一缸皇争“” 一r j 一、 毒笛；、b 篓二：f 、 糕印秀蠹一、 、，孓擎等囊j 吝吝吝古 捌4 1 配变监控管理系统总体组嘲图 电力公司局域网、网络服务器、工作站、前置机和通讯服务器构成主站系 统。局域网采用高速双以太网