变配电系统中监控系统的配置和完善

吴卓平

摘要：围绕变配电系统中的监控系统，以扬子石油化工设计工程为例阐述其对于电网结构稳定运行的重要作用，分析监控系统与通信系统组成与设计思路，明确监控系统配置，为今后电力系统的安全运行提供保障。

关键词：变配电系统;监控系统;电力系统;电网结构

变配电系统运行过程中，受继电器机械点控制与监控系统配置问题的影响，降低系统运行质量与安全性。为此，下面围绕这一问题展开分析。

一、变配电系统内部监控系统作用

现如今综合自动化监控系统、微机保护装置在电力行业内得到普及，使变配电综合自动化监控系统成为电网结构中必不可少的一部分[1]。监控系统主要负责电网结构运行的监督，其中涉及到计算机技术、PLC控制技术、通信技术等，由其进行配电所设备的监控，提高电网结构运行的稳定性与安全性，节省电力资源的同时，提高电网结构的运行效率。

二、变配电所监控系统设计思路

以PLC控制技术为核心的变配电监控系统，其中包括PLC控制、变配电监控两个系统。因为配电变压器在变配电所中属于维持运行的关键，为了满足设计需求，将变配电所主变压器作为设计的主要对象，个别线路运行、配电室温度分别展开监控设计。以PLC变配电监控系统为基础的系统采集需要用到数据采集程序，其中包括大量需要采集的数据，例如系统模拟量、脉冲量与开关量，将采集到的数据输入到系统数据库当中，并且实时更新，将变电所设备运行状态显示出来[2]。

监控系统利用传感器传输采集到的信号，例如故障检测与电流检测等，PLC控制系统接收到信号之后进行准确的判断，并且输出数据。随后PLC控制系统连接上位机，在PLC输出所有控制信号中选择需要的数据，并且进行放大处理，在人机界面上显示，用以代表系统的运行状态。这时再采用保护设备动作处理配变设备的相关故障，维持系统的正常运行。

三、变配电系统中监控系统配置设计

（一）项目概况

扬子石化炼油厂变电所为炼油总降，催化总降，渣油总降，二加氢变电所，二常变电所，循环水变电所，三加氢变电所，各变电所之间的光缆利旧，并对各变电所进行监控系统改造。具体改造内容如下：

1、炼油总降：现有综保共30台，多功能电度表24台，直流屏1套。老通信管理机通过9条485总线将现有装置通上，老通信管理机位于“前置数据采集系统柜”，柜内还有位置可以安裝1台PCS-9794A，1台交换机。本次在原柜内新增1台PCS-9794A，1台网络交换机，原操作台上新增一套监控后台。

2、催化总降变电所：现有6KV I/II段综保20台未连接，6KV III/IV段综保14台，35KV综保14台，多功能电度表4台;包含二焦化变电所：综保16台，直流屏1套。现场“后台屏”内有老的通信管理机，有3个485总线与现有装置通信，其中6KV I/II段综保20台装置还未通信，需放通信线。本次在原柜内新增2台PCS-9794A，1台网络交换机。原操作台上新增1套监控后台。

（二）系统软件设计

监控系统内部主要进行分层分布网络设计，选择双星型结构。监视中心主要包括管理层（站控层）、通信层（中间层）、间隔层（现场监控层）三部分。主站层在监控室中，内部安装了智能电力监控系统后台主机等外设，负责上传、分析通讯间隔层的数据解包;通讯间隔层利用通讯管理机运行，连接现场设备层内部的所有装置，实现彼此之间的通讯，将采集到的数据与参数处理之后传输给主站层，再由主站层向现场设备层传达相关指令;现场设备层设置在中低压变配电现场，由微机保护装置、直流屏与温湿控制器等组成。将电力现场数据、信息传输给通讯间隔层，再由执行通讯间隔层传达相关指令。

（三）系统配置设计

1.服务器内部设备

（1）历史数据服务器。该设备可以作为实时历史数据库，即便在高速下也可以采集数据、建立文件，将现场过程信息传递给监控系统。历史数据服务器中CPU采用双E5，内存设计为32G，硬盘选择1T的双硬盘;（2）中心交换机。交换机属于网络通信系统的部件，其中有光/电网络接口，可以为系统运行提供需要的直流供电，光口和电口分别采用1000Mbit/s、100Mbit/s;（3）数字量输入模块。该设备的作用是采集FMCS管理系统中心室中所有设备发出的报警信号;（4）GPS（全球定位系统）。监控系统中的GPS配备了北斗、GPS双模对时装置;（5）其他设备。除了以上设备以外，服务器室内还包括机架、光纤盒、端子等设备。

2.子站内部设备

（1）数据采集服务器。该设备主要采集现场的数据，整理之后传递至监控中心，并且储存到历史数据库内;（2）备用服务器。备用服务器是采集数据的备用设备;（3）网关。监控系统内网关具有冗余功能，更多情况下采用Modbus网关;（4）交换机。交换机是子站网络的设备之一，其中包括光/电网络接口;（5）数字量输入模块。数字量输入模块设备负责室内开关状态信号的采集工作。

（三）现场敷设作业

1.计算机监控系统内部不存在独立接地网，系统机箱、机柜、电缆屏蔽层都要保证接地的可靠性;2.配线排列要保证整齐性，不能为端子排施加受力;3.电缆芯线端子需要配备数码管，避免后期出现字迹脱色的现象;4.采用剥线钳剥出线缆，并且保证长度适中，随后再采用压接钳进行压接处理;5.为了保证供电稳定性与安全性，监控屏（柜）需要选择集中UPS供电。

（四）通信系统设计

对于通信系统的设计，核心是使用网络交换机、通信管理机将变电所全部连接起来，进行厂区总监控。通信网络结构设计中，通过8光24电工业级交换机、20光12电工业级交换机通过光缆将炼油总降、一常变电所催裂化等系统进行连接，各子站变电所通过通信管理将综保装置、多功能电度表、交流不间断电源UPS、直流屏等通讯接口收集数据。

结束语

综上所述，变配电系统中的监控系统直接关系到电网结构的安全运行，所以工作人员需要做好监控系统配置优化设计，满足电网结构运行需求，预防变配电系统运行中的可能存在的风险，从而推动我国电力行业的可持续发展。

参考文献：

[1]吴智红，翟华，姚强.低压配电系统智能监控系统搭建[J].天津科技，2019，46（S1）：43-46.

[2]余红波.浅谈智能化远程监控及其机房的配电系统发展趋势[J].中国设备工程，2019（04）：211-212.