SCADA(电力监控)系统介绍

1、沈阳浑南有轨电车沈阳浑南有轨电车SCADA（电力监控）（电力监控）系统介绍系统介绍概概 述述 2021年10月15日2 SCADA又称远动（Supervisory Control And Data Acquisition），其定义是：监控和数据采集。 远动就是应用远程通信技术对远方运行设备进行监视和控制，以实现远程信号、远程测量、远程控制和远程调节等各项功能。 远动技术是随着生产过程自动化程度的日益提高而发展起来的，是自动化技术与远程通信技术在电力生产上的有机结合。2021年10月15日3一、远动系统的特征一、远动系统的特征（一）远程性远动系统远程性表现在系统使用了通讯技术。（二）实时性实时性

2、：是指数据采集能及时反应到调度所；调度所的控制命令也能及时下达到控制对象。远动技术是一门综合技术，它是应用电力技术、计算机技术、现代通讯技术在供电系统中的应用。 二二、远动系统的功能和优越性、远动系统的功能和优越性 （一）远动系统的功能 1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。 2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。 3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度所。 4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如变压器的输出电压等）进行调整。2021年10月15日42021年10月15日5（二）远动系统的优越性（二）远动系统的

3、优越性 集中监控，提高安全运行水平。及时了解事故的发生范围，加快事故处理。 1.集中控制，提高劳动生产率和操作质量。 2.经济效益显著，减少运行费用。 2021年10月15日6 沈阳有轨电车SCADA系统由控制中心调度系统、变电所综合自动化系统及通信通道构成，其中通信通道由有轨电车通信系统提供。电力监控系统实施对全线上述变电所主要供电设备及接触网电动隔离开关的监控，完成调度所对全线供电系统的运行及维修调度管理。 在浑南新城车辆段和沈抚停车场供电检修工区内各设置一套供电复示系统，通过与控制中心电调系统远程通信完成对供电系统的复示功能，用于检修调度管理。 控制中心选用SCADACOM5.0自动化系

4、统，变电所综合自动化系统采用NDT650变电所综合自动化系统。 系统构成与功能系统构成与功能 DSC-9000U自动化系统2021年10月15日7一、系统构成一、系统构成 控制中心调度系统设备包括三层以太网交换机两台、两套系统服务器、两套历史数据服务器、两套操作员工作站、一套系统维护工作站、三套网络打印机、两套复式系统及其它网络连接附件构成；并且满足与其他系统的互联互通要求。 控制中心调度系统的局域网络采用双以太网结构，互为热备用。网络结构采用总线型结构，配置以太网交换机 。 网络采用国际标准化的、成熟、可靠、通用性强的TCP/IP网络协议。2021年10月15日8沈阳有轨电车电力监控系统构成

5、示意图沈阳有轨电车电力监控系统构成示意图2021年10月15日92台系统服务器 存贮、管理各种登录信息、用户信息、设备信息等。服务器定时存贮从实时数据库中采集的实时数据，供其他工作站调用。两台服务器采用主备工作方式，两台服务器形成双机热备用，做到一台服务器出现问题时，系统能平滑地切换到另一台服务器，防止数据丢失，提高了系统的可靠性。 服务器之间也可以进行手动故障切换，若手动干预切换故障服务器后，此服务器在重启过程中未检测到故障，此服务器成为备用服务器。系统服务器进行定期自检，以检验系统的状态。服务器状态可以显示在任何一台工作站的系统状态模拟图上。自检周期根据系统软件配置及用户需求而定。 两台服

6、务器内存储的数据进行定时校对，以保证系统数据的一致性。校对周期根据系统设备情况及用户需求而定。系统支持主备用通信通道的手/自动切换，检测到主用通道故障时，自动切换到备用通道。2021年10月15日102台历史数据服务器 系统配置双冗余的历史数据服务器，按照用户的需要从实时数据库中提取数据作为历史数据保存。各工作站直接从历史数据库调用历史数据。1套维护工作站 用于维护人员对全线计算机设备实行运行管理，用于整个电力监控系统运行状况的图形维护、数据库的管理维护、参数库维护和新应用程序的开发等。电力监控系统检修人员也可以通过此工作站实现供电管理系统的功能。2套调度工作站 通过调度工作站，操作员可以进行

7、整个系统的监控和操作。其中一台工作站为电力调度长操作。2021年10月15日111套画面显示装置及接口服务器在中央监控大厅内设置一套画面显示装置，用来显示供电系统主接线及其主要设备的工作状态。画面显示装置可以采用模拟盘或者大屏幕。系统配置接口服务器与大屏幕装置连接。2台以太网交换机 网络交换机提供主站系统双网运行环境，提高网络可靠性。3台打印机打印机均为网络打印机，用于控制中心电力调度系统的报表打印、报警打印、SOE打印和图形打印等；其中一台为事件及实时数据打印机，一台为报表打印机，一台为维护管理打印机。一套UPS装置 系统配置一套在线式UPS装置，作为交流电源失电后系统的备用电源，UPS装置

8、维持系统供电时间不少于120分钟。2021年10月15日12两套复式系统 沈阳市浑南新区现代有轨电车一期工程在车辆段、停车场均设置了供电工区，在两个工区分别设一套供电复示系统，用于供电检修人员对供电系统的实时监视，并可以通过此系统获取相关的检修信息，如开关跳闸次数、设备类型、设备生产厂家等。供电车间复示终端系统不具备对供电系统设备的控制权限。供电车间复示终端系统由车辆段综合监控系统引出显示终端，此显示终端专门用于供电维修车间。综合监控系统可以通过权限管理功能，限制供电车间复示终端系统工作站的浏览权限。 供电车间复示终端系统可以实现以下功能：1.设备信息管理功能 所有设备可以以图形的方式直观的显

9、示在所属变电所的接线图画面上，该设备的管理信息都可以方便的录入、2021年10月15日13修改、查询、统计和打印。管理信息中包括设备数据库信息，设备制造厂家信息，生产日期，保修期，额定电压电流等需要了解的信息；也包括操作记录、缺陷记录、修试记录、巡视记录、事故异常记录、运行记事簿、开关跳闸记录、保护工作记录等设备运行记录。2.运行记录功能2.1操作记录：操作记录设有操作日期、操作人、操作内容，不同的用户登录设有不同的权限，普通用户只有添加权限，管理用户具有添加、删除、修改各项权限。2.2缺陷记录：缺陷记录设有日期、缺陷内容、缺陷编号、缺陷类别、发现人、报告时间、接受报告人、消除时间、工作负责人

10、、验收人。缺陷编号由系统生成；缺陷类别根据管理制度分为、类；消除时间、工作负责人、验收人等内容可以在登录修试记录时自动生成。缺陷内容的登录尽可能使用运行规程中定义和使用的专用术语和名称。2021年10月15日142.3事故异常记录：主要指系统及设备事故的发生时间、跳闸情况、现象与症状、保护动作情况及简要处理过程。包括日期时间、事件内容、现象与症状、保护及自动装置动作情况、调度员、有关领导、值班员、处理情况。2.4巡视记录：用于记载值班人员进行的各种类型、性质的巡视及其内容与结果。包括日期、巡视类别、巡视内容、发现问题与结论、巡视人。2.5修试记录：用以对设备进行的检修、抢修、缺陷记录、试验、维

11、护等工作情况。2.6开关跳闸记录：记录开关跳闸情况和跳闸次数的专用记录。包括跳闸时间、开关名、跳闸原因、跳闸次数、累计跳闸、从合闸动作情况、记录人。3.预防性维修提示功能 系统应允许具有相应权限的用户设置维修提示功能。提示条件可以按照运行时间和开关动作次数定义。2021年10月15日15 4.工作票管理功能系统具有开票、审核与签发、状态跟踪（工作票的实时状态：计划、签发、开工许可、完工、延期、废票）、作废、打印、统计、查询（合格率统计）功能； 工作票一旦完结，仅能进行查询和统计，任何人不能修改。 系统应该提供工作票模板，维修工程师通过编辑修改操作票模板以生成新的工作票，相同类型的工作票通过不同

12、的工作票号加以区分。工作票应该可以按设备对象进行存储和管理。查询条件可以是设备对象、设备所处车站、设备检修时间等。2021年10月15日16 整个SCADA系统网络采用双网对等工作方式，正常情况下双网同时工作，并可根据需要分担不同的数据传输，当某一网络故障时，系统给出报警信息，并由非故障网络承担全部的数据传输。主服务器分别通过双网卡挂接在双网上，两台主服务器自身完成双网络路由功能；两个调度员工作站均挂在双网上，分别与两个主服务器通过双网交换信息。由于两个调度员工作站的功能是平等的，当任一网络或任一调度员工作站出现故障时，仍能保证系统可靠运行。2021年10月15日17 二、系统功能二、系统功能

13、 控制中心监控系统可以实现沿线所有变电所所内电压、电流、功率、电度量和开关量等信息的采集，实现对全线变电所所内设备工作情况的监视与全线各所电力设备的监控工作。在正常情况下，由控制中心电调操作工作站实现电力设备的控制工作，如控制开关及刀闸的合/分，变电所监控工作站只进行监视功能。当维护和调试时，控制中心下放控制权，由变电所监控计算机实现所内设备的控制和维护功能。 1、通信功能、通信功能 系统服务器通过通信专业提供的以太网通道采集全线变电站综合自动化系统采集的所内电气设备信息。通信专业提供的以太网通道为两个，采用主备工作方式。正常运行时中心监控系统通过一个通道与综自系统通信，当通道故障时，中心系统

14、自动切换到备用通道与所内综自系统通信。 2021年10月15日18 2、数据采集与处理、数据采集与处理 2.1 数据采集 控制中心监控系统实时采集的信息包括：模拟量、状态量、控制量。 （1）模拟量 A.牵引所 10kV进线电流 10kV母线电压 10kV母联电流 整流机组电流、有功功率、有功电度 直流750V母线电压2021年10月15日19 直流750V馈线电流 10kV/0.4kV动力变压器电流、有功功率、有功电度 交直流电源重要电量 B.降压变电所 10kV进线电流 10kV母线电压 10kV/0.4kV变压器电流、有功功率、有功电度 交直流电源重要电量 （2）状态量 各变电站的遥控开关

15、位置、接地开关位置、自动装置投入/撤除位置、当地/远方转换开关位置、各种保护动作信号、自动装置动作信号、自检信号、交直流装置信号等。2021年10月15日20 （3）控制量 各变电所的10kV断路器、750V断路器、电动隔离开关、自动装置、0.4kV进线开关、母联开关、三级负荷总开关、保护定值组的切换等。 2.2 数据处理 信息采集后需在监控计算机进行显示，由计算机监控系统软件完成数据的处理工作。 3、采样数据的显示和查询、采样数据的显示和查询 实时数据的显示和查询：工况图显示、曲线图显示、主接线图显示及表格显示。 历史数据的显示和查询：事件一览表(SOE)显示和曲线显示。2021年10月15

16、日21系统工况图 对于以通讯方式互联的智能设备，系统采用工况图显示各设备的通讯工作状况。系统工况图系统工况图2021年10月15日22实时曲线图实时曲线图2021年10月15日23 2021年10月15日24主接线图主接线图主接线图上能看见开关的状态，一些要测量和线路的带电情况 ，如果想看其他更多的信息，点击主画面下面的导航按钮，进入该站的各个画面，如下图所示：400V一次系统图 主接线图上能看见开关的状态，一些要测量和线路的带电情况 ，如果想看其他更多的信息，点击主画面下面的导航按钮，进入该站的各个画面，如下图所示：2021年10月15日25400V一次系统图一次系统图2021年10月15日

17、26自动化设备通信状态图自动化设备通信状态图2021年10月15日27交直流屏信息图交直流屏信息图绿色表示该信号状态恢复正常。 红色表示该信号处于事故状态。2021年10月15日2835KV遥测信息图遥测信息图2021年10月15日29400V遥测信息图遥测信息图2021年10月15日301500V遥测信息图遥测信息图2021年10月15日31变压器信息图变压器信息图2021年10月15日32电度量信息图电度量信息图2021年10月15日33交流供电系统运行图交流供电系统运行图 显示了供电系统运行组成及各个变电所的供电区段划分，同时在画面上标有各个变电所的距离等信息。2021年10月15日34

18、系统供电臂接触网图系统供电臂接触网图2021年10月15日35系统通道传输网图系统通道传输网图2021年10月15日36表格显示和查询方式 对于每个变电所的信息，不可能全部在主接线图上显示，后台计算机监控系统提供实时信息显示表格,用于查询实时的采集数据。实时数据的查询支持按类（开关量/模拟量/电度量等）查询、按节点设备（智能设备）查询。表格显示图2021年10月15日372021年10月15日384 、控制功能 电力监控系统实现3级监控，即中心级、车站级和设备就地级。三级控制方式(远程控制、所内盘上集中控制、设备本体控制三级控制方式,注：有轨电车正线虽然没有一体机但也可以实现所内盘上集中控制)

19、正常时由控制中心实施监控功能，此时站内监控计算机将闭锁控制功能，在紧急情况必须等到控制中心将控制权下放，此时控制中心失去控制权限，由站内监控计算机实现控制功能，控制中心和车站之间控制权的转换由双方确认后完成。通过上述方法实现远方和所内控制操作的互锁，达到同一被控设备由一方实施遥控。正常运行时采用远动控制，当设备检修时，采用所内集中控制或设备本体控制。在开关柜上设当地/远方选择开关，对于接触网电动隔离开关，在综控屏上设置当地/远方转换开关和相应的合分闸开关。2021年10月15日39单控功能2021年10月15日40程控功能程控是一系列单控序列的顺序组合，可将一系列的遥控操作组合在一张程控表内，

20、操作后自动完成这一组的遥控，并将操作结果返回从而简化操作过程。控制中心监控计算机在进行程序控制的过程中，系统将自动按照设定的条件进行判断，对不满足执行条件的控制过程系统自动终止相应程控，撤销下续的控制操作，并给出相应提示。程控的执行采用手动启动方式，控制过程中允许用户在程控执行过程中人工暂停、终止。遥控命令和执行结果将进行画面的显示和记录。程序控制2021年10月15日412021年10月15日42操作闭锁与解锁功能、遥控试验功能、接地、检修功能挂牌功能、防误操作功能2021年10月15日43 5 报警功能 预告告警、越限告警、变位报警、事故报警 6 系统权限管理功能 6.1 使用权限管理 6

21、.2 控制权限管理 7、报表及统计功能 系统具有全图形、全汉化的显示和打印功能的支持软件，人机界面良好，采用多窗口技术和交互式操作手段，画面的调用方便、快捷，能方便地生成各种统计和分析报表，具有定时、召唤和异常情况时自动打印及屏幕拷贝等功能 。2021年10月15日44 8、数据库管理功能实时数据库用于保存并维护有关系统运行所需的全局数据，并对调度端客户机系统提供数据服务。 9、培训功能 系统可以不下位对变电所内各设备进行模拟操作,可以达到对操作人员、运行维护人员进行上岗培训功能，使其掌握电力监控系统的运行管理、操作、以及日常维护、故障排除等业务。 2021年10月15日452021年10月1

22、5日46 10、汉化功能 11、软件在线编辑、维护、修改、扩展功能 12、系统容错能力、自诊断、自恢复功能 13、通道及网络管理功能 对基础设备采集量的修改、人机界面更改、硬件参数配置及对网络设备的统一管理设置。 14、系统时钟同步功能 15、系统复示功能 复示系统实时接受设备状态信息，具有开关位置遥信、故障列表、遥测、历史数据统计存档、报表、转发杂散电流信息等功能2021年10月15日47 三、系统基本监控界面三、系统基本监控界面 NDT650变电所综合自动化系统变电所综合自动化系统 2021年10月15日48 一、系统构成一、系统构成 车站级监控系统采用国电南自生产的NDT650变电所综合

23、自动化系统，采用分层分布式结构。 系统分为三个部分：站级管理层，网络通信层，间隔设备层。 站级管理层设备包括监控工作站、监控单元、综控屏等设备。2021年10月15日49 间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护测控单元、信息采集设备以及采用硬接点输出的现场设备。设备包括400V及10kV交流保护测控单元、750V直流保护测控单元、变压器温控器、微机测控单元、杂散电流监控单元、交/直流屏、上网隔离开关、负荷开关等。各厂家的智能装置由国电南自提供的网络通信服务器进行接口及规约的转换，实现与变电所综合自动化系统的接口，其它硬接点信号可由智能测控装置进行采集，并由其实现对接触网隔离开关等的控

24、制功能。 网络通信层即为所内通信网络和接口设备，间隔单元通过所内网络通信层与站级管理层进行数据交换。变电所综合自动化系统结构图2021年10月15日502021年10月15日51 1、站级管理层、站级管理层 系统站级管理层包括综控屏及安装于综控屏内的通信管理机、一体化监控计算机、用于维护的便携式计算机等设备构成。 1.1 监控工作站监控工作站 监控工作站安装变电所综合自动化系统应用软件，提供变电所综合自动化系统的人机操作界面。工作人员通过此工作站监视变电所内各类供电系统设备的工作状态、报警信号等。2021年10月15日52 1.2 综控屏综控屏 综控屏用于集中放置站级管理层设备，同时为这些设备

25、提供交流和直流220V电源。在变电所综控屏配有音响报警设备，当发生所内预告报警、事故报警时，可以通过不同的方式引起值班或巡视人员的注意。报警音响可以通过变电所综控屏手动按钮复归或自动复归（延时15s-3min后自动停止报警，时间可调，调整步长15s），也可以通过控制中心或变电所综合自动化系统的人机界面远方复归。综控屏设置于变电所控制室内。 全线各牵引变电所均设一面综控屏。 1.3 通信管理机通信管理机 通信管理机是变电所综合自动化系统的信息中心，对变电所内各种设备的信息进行采集处理，形成标准的信息并通过数据通道传送到变电所监控计算机和综合监控系统。 2021年10月15日53 通信处理机采用可靠性高，处理能力强，实时响速度快的专用工业控制装置。 通信管理机主机单元中分别提供2个独立的以太网接口，互为备用，通信传输速率100M bps，分别连接到SCADA系统主干通信双环网上。正常时，主通信接口处于工作状态，当主通信以太网接口或主通道故障时，自动起动备用通信以太网接口，使用备用通道。2021年10月15日54WTX-65U通信管理机2021年10月15日55 2.网络通信层网络通信层 网络通信层实现站级管理层与间隔设备层之间的通信。变电所内网络通信层包括基础设备与监控单元之间的通信光缆、电缆及光电转换装置。光缆与通信电缆相比具有无电磁干扰的优点。为