电力监控系统简介

电力监控系统简介

电力监控系统（以下简称SCADA系统）实现在控制中心（OCC）对供电系统进行集中管理和调度、实时控制和数据采集。除利用“四遥”（遥控、遥信、遥测、遥调）功能监控供电系统设备的运行情况，及时掌握和处理供电系统的各种事故、报警事件功能外，利用该系统的后台工作站还可以对系统进行数据归档和统计报表功能，以更好地管理供电系统。

随着计算机和通信技术的发展，自20世纪90年代末开始，以计算机为基础的变电所综合自动化技术为供电系统的运行管理带来了一次变革。它包含微机保护、调度自动化和当地基础自动化。可实现电网安全监控、电量及非电量监测、参数自动调整、中央信号、当地电压无功综合控制、电能自动分时统计、事故跳闸过程自动记录、事件按时排序、事故处理提示、快速处理事故、微机控制免维护蓄电池和微机远动一体化功能。它为推行变电所无人值班提供了强大的技术支持。

一、基本组成与功能

电力监控系统由设置在控制中心的主站监控系统、设置在各种变电所内的子站系统以及联系二者的通信通道构成。

电力监控系统的设备选型、系统容量和功能配置应能满足运营管理和发展的需要。其系统构成、监控对象、功能要求，应根据城市轨道交通供电系统的特点、运营要求、通信系统的通道条件确定。

电力监控系统主站的设计，应确定主站的位置、主站系统设备配置方案、各种设备的功能、型式和要求，以及系统容量、远动信息记录格式和人机界面形式要求等。电力监控系统子站的设计，应确定子站设备的位置、类型、容量、功能、型式和要求。电力监控系统通道的设计要求，应包括通道的结构形式、主/备通道的配置方式、远动信息传输通道的接口形式和通道的性能要求等。电力监控系统的结构宜采用1对N的集中监控方式，即1个主站监控N个子站的方式。系统的硬件、软件一般要求充分考虑可靠性、可维护性和可扩性，并具备故障诊断、在线修改功能，同时遵循模块化和冗余的原则。远动数据通道宜采用通信系统提供的数据通道。在设计中应向通信设计部门提出对远动数据通道的技术要求。

（一）主站监控系统的基本功能和主要设备

1．主站监控系统的基本功能

（1）实现对遥控对象的遥控。遥控种类分选点式、选站式、选线式控制三种；

（2）实现对供电系统设备运行状态的实时监视和故障报警；

（3）实现对供电系统中主要运行参数的遥测；

（4）实现汉化的屏幕画面显示、模拟盘显示或其他方式显示，以及运行和故障记录信息的打印；

（5）实现电能统计等的日报月报制表打印；

（6）实现系统自检功能；

（7）以友好的人机界面实现系统维护功能；

（8）实现主/备通道的切换功能。

2．主站硬件应包括的主要设备

（1）计算机设备（主机）与计算机网络；

（2）人机接口设备；

（3）打印记录设备和屏幕拷贝设备；

（4）通信处理设备。

（二）子站设备（远动终端）应具备的基本功能

1．远动控制输出；

2．现场数据采集（包括数字量、模拟量、脉冲量等）；

3．远动数据传输；

4．可脱离主站独立运行。

此外，子站设备（远动终端）的通信规约应对用户完全开放。

（三）变电所综合自动化装置应具备的基本功能

1．保护、控制、信号、测量；

2．电源自动转接；

3．必要的安全联锁；

4．程序操作；

5．装置故障自检；

6．开放的通信接口。

当采用主控单元对各变电所综合自动化装置进行管理时，除提供多种形式的现场网络接口外，变电所间断路器联跳等功能通过综合自动化主控单元与控制中心监控主站的信息传递、交换共同来实现。重要设备之间除考虑二次回路硬线联动、联锁、闭锁外，由综合自动化软件实现逻辑判断、计算、继电器等功能，并通过下位监控单元执行操作。

二、监控的基本内容

监控对象应包括遥控对象、遥信对象和遥测对象三部分。

（一）遥控

遥控对象应包括下列基本内容：

1．主变电所、开闭所、中心降压变电所、牵引变电所、降压变电所内10KV及以上电压等级的断路器、负荷开关及系统用电动隔离开关；

2．牵引变电所的直流快速断路器、直流电源总隔离开关；降压变电所的低压进线断路器、低压母联断路器、三级负荷低压总开关；

3．接触网电源隔离开关；

4．有载调压变压器的调压开关。

（二）遥信

遥信对象应包括下列基本内容：

1．遥信对象的位置信号；

2．高中压断路器、直流快速断路器的各种故障跳闸信号；

3．变压器、整流器的故障信号；

4．交直流电源系统故障信号；

5．降压变电所低压进线断路器、母联断路器的故障跳闸信号；

6．钢轨电位限制装置的动作信号；

7．预告信号；

8．断路器手车位置信号；

9．无人值班变电所的大门开启信号；

10．控制方式。

（三）遥测

遥测对象应包括下列基本内容：

1．主变电所进线电压、电流、功率、电能；

2．变电所中压母线电压、电流、功率、电能；

3．牵引变电所直流母线电压；

4．牵引整流机组电流与电能、牵引馈线电流、负极柜回流电流；

5．变电所交直流操作电源的母线电压。

电力监控系统由设置在控制中心的主站监控系统、设置在各种变电所内的子站系统（变电所综合自动化系统）以及联系二者的通信通道构成。

一、主站监控系统的组成

主站监控系统由局域网络、主备服务器、主备操作员计算机、维护计算机、数据文档计算机、信号系统用行调计算机、前置通信机、打印机、模拟盘等设备构成。主站监控系统网络结构如图1所示。

图1 主站监控系统网络结构示意图

（一）局域网络

控制中心主站网络访问方式可采用客户机、服务器访问方式，局域网络结构采用双以太网构成，相互备用。正常情况下两个网络同时工作，平衡网络信息流量。

网络切换采取基于网络口切换的策略，每台服务器和客户机保持同时监视两个网段上与其它通信节点的连通状况。当服务器或客户机某一个网络口（如网卡）故障时，只改变本机器与其它节点的通信路径，不会影响到其它节点间的通信，不进行全网切换。当两个网段的其中之一全网故障时，网络通信管理程序会根据网络口的连通状况，自动在另一个网段上形