变配电监控系统在烟草行业的应用

张小锋

摘 要：近年来，变配电监控系统已成为烟草行业必不可少的应用系统。本文以陕西中烟工业有限公司澄城卷烟厂异地技术改造项目为基础，阐述变配电系统在烟草行业应用的重要性。结合实际应用对烟草行业变配电监控系统的应用进行简要的分析，从而更好地促进变配电监控系统的应用与发展。

关键词：分散控制;集中管理;综合监控;计量精确;高效可靠

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）09-0017-03

0 引言

本文针对陕西中烟工业有限公司澄城卷烟厂技改项目变配电监控系统，利用SCADA监控系统软件，设计并实现了分散式数据采集，集中管理，综合监控的综合变配电监控系统。系统满足了设备的监测要求，及时反馈监测信息，提高了变配电管理水平。该变配电监控系统具有性能可靠、功能齐全、操作直观、维护方便、性能价格比高等特点。

1 现状分析

1.1 变配电监控系统应用现状

从实际情况来看，计算机技术对信息的处理水平最高，自动化程度更深，传输速度也在快速增加，对于变配电监控系统，自动化控制的远程监控水平要求也更高。结合烟草行业实际应用来说，变配电监控系统在实际应用频繁，且应用需求大，因此实际应用中加大供配电自动化控制系统的远程距离，使操作更加简单便捷，适应多方面环境[1]。变配电监控系统技术提高了工作效率，便于操作。电力变配电监控系统各个器件，分布范围广，可以对局部和整体的监控系统参数进行准确且及时的搜集和检测，给电力和运行管理人员的工作提供了方便。此项技术不仅减轻了人力消耗而且大大提高了效率，还能够将变配电监控系统的事故率降低，做到延长设备寿命[2]。

1.2 建设内容及要求

根据陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂易地技术改造项目设计，在联合工房、动力中心、后勤服务用房建设四个低压配电室。建设配套的低压配电设备及变配电监控系统了，变配电监控系统由一个总站，五个子站组成，并且融合到能源管理系统。

1.3 建设应实现目标

陕西中烟工业有限责任公司澄城卷烟厂易地技术改造项目建成后，每个子站变电所现场设人机界面操作监控系统，在动力能管中心进行总监控，子站变电所现场实行无人值守。实施对高压柜、低压柜、环网柜、有源滤波柜、无功补偿柜、变压器、监控屏以及直流屏等所有变配电设备的远程监测及控制，实现以测、控、管、计量的自动化控制系统，同时实现监、控分离，以提高系统运行的可靠性，整个高、低压设备层变配电自动化监控系统都具备独立的自控功能，并完成相关数据的采集、统计分析及异常情况的预警。

澄城卷烟厂易地技改变配电监控系统项目建设具体实施目标如下：

（1）实施对高压柜、低压柜、环网柜、有源滤波柜、无功补偿柜、变压器、监控屏以及直流屏等所有变配电设备的远程监测及控制，实现以测、控、管、计量的综合自动化控制系统，同时实现监、控分离，以提高系统运行的可靠性，整个高、低压设备层变配电自动化监控系统都具备独立的自控功能，并完成相关数据的采集、统计分析，及异常情况的预警。动力中心高压室、动力中心低压室、卷包配电室、制丝配电室、后勤服务用房配电室监控系统都具备独立的自控功能。（2）整个变配电监控系统采用光纤环网网络结构。控制主站采用SIEMENS S7 315-2PN/DP系列的PLC进行控制，信息采集层各类输入/输出采用现场总线连接方式到达控制主站。该控制系统具有自动、手动及远程控制功能模式，确保系统准确的在自动或手动状态下精确测量各个检测点的数据。对各个测控点的设备选型合理，保证实现系统自动控制的可靠性、安全性及计量的精确度。（3）完全达到无人值班站规范要求，采用全分散式结构，实现全站的保护、测量、监视、控制等变电站综合自动化功能。（4）监控系统采用全分布开放式结构，具有安全、可靠、适用、技术先进、经济、便于扩充等特点。（5）变配电监控系统应适应现场环境的具体要求，并且满足现场运行人员的操作习惯。该系统以手动优先，下层优先的方式，设置必要的硬件和软件，使现场运行操作人员在各控制层、计算机控制与常规控制设备之间能方便快捷地选择对设备的控制方式，并对无权控制的设备进行闭锁。

2 系统总体设计

系统总体设计指导思想为“分散控制、集中管理、综合监控、计量精确、高效可靠”。

本次整个系统的框架设计为信息采集层、信息处理层和站级层的三层网络结构，（如图1所示）各層协调工作，共同完成整体系统的工作。信息管理层设计为支持100M以太网的C/S与B/S以及.net相结合的结构，过层监控层采用西门子最先进的Profinet光纤以太网环网网络，设备控制层采用Profinet和Modbus相结合的网络，整个系统通过先进、高速稳定的网络平台，优良全面的设计共同为贵厂提供一个功能强大、技术先进、监测全面、计量明确、高效可靠、操作和使用方便的配电智能监控管理系统。推动企业生产管理的科学化，带动工业的现代化，实现工厂生产“数字化”，建立“数字化工厂”，提高企业的市场竞争力。

变配电自动化监控系统设计的关键首先是系统结构，主要包括总体结构设计和子站结构设计，以下根据澄城卷烟厂变配电监控系统实际应用分别予以介绍。

澄城卷烟厂变配电监控系统功能规划采用金字塔式三层体系结构，底层为智能配电系统信息采集层、中间层为智能配电系统信息处理层、顶层为智能配电系统站级层。

信息采集层是智能变配电监控系统的基础。它由各个变配电室独立的子系统组成，这些子系统按照功能和地理位置划分，分别完成着不同变配电室的各类数据采集、监测及控制命令的执行。信息采集层是为信息处理层提供基础数据，并完成实现信息处理层发出的操作指令等。

信息处理层是站级层与信息采集层的中间层。它接收信息采集层发来的各种设备状态信息和设备电力数据等，并对这些数据进行分析、判断、处理、结合站级层（或信息处理层操作人员）下达的指令（或设置的各类参数），发出操作指令到信息采集层，并将采集到的各种数据传送给站级层。信息处理层主要功能是完成整个变配电监控系统的集中操作与监视，系统信息采集层操作站数量可以根据实际情况进行配置。