智能化电力监控系统技术方案.docx
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智能化电力监控系统技术方案
智能化电力监控系统技术方案
智能化电力监控系统
技术方案
深圳某某技术有限公司
二00九年九月
XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司1、概述
深圳某某是隶属于深圳某某的国有控股，员工持股的股份制公司，总公司是深发展的第二大股东,资金实力雄厚,公司各部门负责人均是硕士，博士。
核心技术人员均持有公司股份，保证了技术发展的连续性和技术人员的稳定。
大量的实际运行经验也证明了我公司在承接的系统中的工程经验和细节部分的严谨。
深圳某某出于对客户高度负责的态度，一直致力于为用户提供最先进、可靠的产品和最迅速的服务,深圳某某是国内唯一一家承诺装置十年质量保证的公司,深圳某某为深圳市XXX工程提供售后服务承诺:
接到用户需求后1小时内作出服务响应，如需现场服务2小时赶到现场。
相对供电监控系统来说，其早些时候还属于新鲜事物,随着楼宇对自动化要求的不断提高，计算机技术、网络技术、工业控制技术的不断发展，越来越多的用户开始重视智能化电力监控系统，近几年电力监控系统更是以前所未有速度在发展.供电监控系统给人们带来的节省人力成本、提供工作效率、提高生产安全可靠性等诸多优点得到了业内人事的一致认同。
供电监控系统起点应该高,使所配置的供电监控系统应该在今后相当长的一段时间内保持技术上的领先优势。
2、系统结构
2.1工程概况
本工程采用两路10KV高压电源供电（互为备用），以单母线分段方式运行。
共用4台变压器，总容量8000KVA;另外自备2套柴油发电机组。
该工程对XXX的变电所内的高、低压设备供配电系统进行监控。
做为整个XXX的智能化电力监控系统，需要考虑配置的共有四部分:
一、高压（10KV）进线、母联、馈线部分（采用PMC—6510微机型综合保护测控
监视装置）
二、低压（380V）变压器进线、联络回路部分（采用PMC-530C高端三相数字式
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XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司
多功能测控电表）
三、低压（380V）的电容补偿、电源切换等回路部分（采用PMC—530A三相数字
式多功能测控装置）
四、低压（380V）馈线回路部分（开关额定电流250A及以上回路采用PMC—530C
高端三相数字式多功能测控电表；开关额定电流250A以下回路采用
PMC—530A三相数字式多功能测控装置）
针对于深圳市XXX智能化电力监控系统的监控装置具体配置，深圳某某公司的PMC
监控装置具有以下特点:
（1）、测量高、低压各回路的U、I、P、Q、COSφ、f、KWH、KVARH等所有三相
电量。
（2）、变压器温度监测，备用发电机全电量的测量及转速、油温、油量等发电机状况
监测。
（3）、对低压各回路（包括机房设备、办公插座、照明等）的断路器进行遥控,对各
动力设备进行联动控制。
（4）、采集断路器开关量、继电保护跳闸信号、异常报警信号和非电量等遥信量信号。
（5）、事故记录与分析管理：
谐波分析、故障录波及事故追忆功能。
（6）、设备检修维护:
设备的开合次数统计及损耗状态监视，制订检修维护计划.（7）、运行优化管理:
通过对高低压控制柜自动的切换，对系统进行节能控制。
（8）、电力需求管理:
自动调峰控制,进行电力需求控制,在用电量超过合同供电量
时将负荷分级切除,同时对租户的电量进行自动统计。
2.2工程环境
2。
2.1气候条件
温度
夏季：
极端温度（干球）36.7?
年平均气温24。
0?
年极端最低气温2.7?
雨量
最大雨量每小时254.5毫米
2
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年平均降水日数123。
7d
年最多降水日数137d
年内日降水量?
25mm的日数23。
1d
风速
年平均风速3。
7米/秒
极大风速43米/秒
相对湿度
最热月份平均值大于80%
最冷月份平均值63％
2。
2.2本方案所配置设备均能于下列的环境条件下进行工作及正常操作
海拔<1000米
最大风速55米/秒
最大相对湿度99%
年平均相对湿度79％
最高环境温度户外50?
，户内45？
最低环境温度—10？
最大日温差30K
地震烈度8度
降雨量年最大2700mm，日最大260mm
雷暴日>90日/年
盐雾多盐雾
2.3系统结构
结合深圳某某在供电监控行业多年的经验,出于可靠性、先进性和经济性的多重考虑，本次XXX供电监控系统采用分层分布式结构，共分为三个控制层:
现场监控层、通讯管理层、主控层。
2.3。
1现场监控层设计原则:
现场监控层设备主要包括多功能电力监控仪表以及高、低压柜、变压器、直流屏、发电机的控制装置。
电力监控装置针对不同高、低压回路选用PMC—6510微机型综合保护测控装置,PMC-530C高端三相数字式多功能测控电表，PMC-530A三相数字式多功能
3
XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司测控装置。
PMC装置设备功能特点:
:
三段式电流保护（带复压、方向元件）、反时限过电流保护、零PMC-6510实现
序过电流（带方向）保护、电动机过热保护、起动时间过长保护、堵转保护、过负荷保护、充电保护、负序过流保护、过电压保护、低电压保护、电容器差压保护、TV断线、系统绝缘监视、外部联跳、低周减载、跳闸回路监视、开关量保护、电动机起动时速断定值加倍等功能;还具有测量一回线路或设备的全部三相电量:
U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f；10个DI，6个DO;连续故障录波；224个事件记录等功能；2的RS485通讯接口,支持标准的MODBUS通讯协议,可以选配以太网口。
PMC—530C实现:
测量一回线路或设备的全部三相电量:
U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;具有16周波的故障录波、波形采样功能在电流、负荷等参数越限时可以启动预警功能，自动记录越限后的波形,记录越限电流、负荷的最大值以及趋势;同时在发生事故跳闸后,智能装置可以记录故障前和故障后的一段波形,帮助运行人员进行事故分析，在最短的时间内找出事故的类型并加以预防；4个DI、2个DO实现状态量采集（开关分合状态、开关故障状态等）和分合闸遥控功能；1ms的事件顺序记录，同时具有2—31次谐波分析。
标准的RS485通讯接口，支持MODBUS通讯协议。
PMC—530A实现：
测量一回线路或设备的全部三相电量：
U、I、P、Q、Cosφ、
kWh、kVarh、f；电压、电流精度达到0.2级,有功电度精度达到0.5级，具有4个
DI，2个DO；还具有2到31次谐波分析、定值越限报警及控制输出、1ms的事件
顺序记录功能（SOE）;标准的RS485通讯接口，支持标准的MODBUS通讯协议。
2。
3。
2通讯管理层设计原则:
通信管理层用智能通信管理器控制所有现场监控装置和第三方具有RS485通讯口、标准通讯规约的智能设备（直流屏、UPS等）。
PMC-6510，PMC—530C，PMC-530A均带有RS—485通讯口，组成RS—485总线方式,采用Modbus规约，通过屏蔽双绞线接入的智能通讯管理器.第三方智能设备（直流屏、UPS、发电机控制器、变压器温控仪等），采用标准通讯规约，也通过屏蔽双绞线接入的智能通讯管理器。
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2。
3。
3主控层配置原则：
控制中心设在地下一层的值班室内。
服务器采用win2003server操作系统,监控主机采用win2003操作系统，数据库采用Sqlserver2003，监控软件采用Pecstar3。
0电力监控专用组态软件，实现正常测量、监视、事故过程记录与分析、开关操作、数据存储、处理、共享等全部功能。
PecStar电力监控软件具有以下功能:
1（支持多种硬件与软件规约的数据采集功能
系统中的通信前置机作为一个数据采集站点，可读取各个硬件监控设备的实时信息和历史数据,进行数据处理,供网络上后台站点使用.PecStar采用自有的驱动程序设计技术，可快速开发出支持任何通信规约的硬件接入驱动程序，使得任何一个具有通信功能的硬件设备接入PecStar成为可能。
2（多种数据计算、统计功能
PecStar内置专用的数据计算模块，用户自定义计算公式，对原始数据进行组合计算，对电能数据进行分时计费统计。
PecStar的分时电能计费功能非常强大,内存2年日历表，可设置16种分时计费方案，分时时段可精确到15分钟，费率种类高达10种，峰、谷、平时段任意组合设置。
3（智能化图形用户界面
PecStar自带的接线图编辑工具可以方便地设计出智能化的实时显示界面。
它引入了面向对象的图元概念,并附带多种电力系统标准图元,供绘制接线图和其他监控图形使用。
图元可被激活，使之动态地与监控点相联,智能化地反映系统实时运行状态。
PecStar图形用户界面不仅可以组态出数字化的监控界面,还具有实时趋势显示、棒图显示、表盘式数据显示、位图动画等重要功能，使用户可以任意组合成生动、丰富的图形.在实时监控界面上,还具有实时报警提示、图形界面遥控、遥控闭锁、遥调、置数等功能.PecStar可对各种支持的硬件设备进行上位机整定，为保证系统运行的连续性,在保护定值修改、节点容量变化时,前台通信程序可不退出,进行在线修改。
4（灵活组态的自定义报表
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PecStar提供了灵活的图形界面报表生成工具。
利用该报表工具可以生成任意格式的自定义报表。
在一张报表内可同时制作时报、日报、月报、年报和自定义表格.利用日报和时报可查询指定一天内各时刻点的数据记录，利用月报可查询特定一月内各天24个时刻的数据记录，利用年报可查询指定某年之内各月月底的数据记录，利用固定报表可查询任意时刻的数据记录.报表中可以根据查询的数据组合成曲线图、棒图、饼图等分析图表，更直观地表现结果。
报表的自动打印功能帮助运行人员更快更好地整理出现场运行数据。
报表查询结果还可输出到EXCEL、WORD中去，便于二次利用.PecStar的报表工具还具有自动统计的功能，它能输入包括逻辑运算、三角函数、对数函数、幂函数、求和、求平均数、求最值等函数在内的复杂公式，原始查询数据进行计算后，直接打印出最终统计结果。
5（历史数据查询和运行管理统计信息
利用PecStar的历史数据查询工具可以查询系统运行以来保存在数据库中的任何历史数据，包括小时数据记录、小时最值记录、历史事件、故障录波图、事故追忆数据等。
PecStar还另带多种运行管理统计工具，如事件分类检索工具，可以帮助用户选择查询任何时段、任意设备、任意事件类型的事件记录,进行分析、打印、存档.
6（安全性管理及操作跟踪管理
PecStar的安全性管理是通过分配操作权限来实现的，超级操作员具备所有操作权限。
已登记的操作员,只有分配了某些特定权限后，才能进行相关操作。
系统对每一个登录的操作员进行的所有操作都将进行跟踪记录，以保证所有的操作记录有据可查.
7（事故追忆及故障分析工具
PecStar的事故追忆和分析功能一方面依靠具有记忆功能的监控仪表和保护设备,另一方面在主机上还有自定义的事故追忆功能。
监控仪记录的故障录波信息存在数据库中,后台故障录波分析工具可以调出所有录波图形，进行放大、分析和打印。
上位机的事故追忆功能通过指定相关设备，指定追忆触发条件、指定追忆时间来实现。
当相关的追忆触发条件满足时，系统会向前追忆一段时间的实时测量数据，并从事件报警缓冲区中读取事件
6
XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司进行保存。
在后台机进行追忆分析时，不仅可以看到事故发生前一段时间的相关电气量，还可以查看到事件发生后一段时间内的相关事件记录.事故追忆和故障录波功能使用户对故障前后的运行状态均能进行有效地查询、分析，便于查找事故原因。
8（商用数据库接入支持
PecStar具有支持多种商用数据库的可选组件（如SQLServer），安装这些组件后，可直接将PecStar数据存入标准商用数据库，供用户进行二次开发利用。
PecStar的数据库插件与实时监控系统具有一定的独立性，实时监控系统可不依赖于数据库系统而运行,这就大大提高了监控系统运行的可靠性,并为不需要选装数据库软件的用户节省了费用.
2.4监控软件特点
中电公司自行研发的PecStar后台监控软件至今已经有10多年的历史，早在1993年，中电公司就在DOS3。
0的操作平台上研制开发了第一代后台监控软件,10多年来，不断的了解用户需要，不断的积累经验，不断的完善和充实,PecStar目前已经在国内外大大小小的近千个现场稳定运行，PecStar具有的兼容性和大容量应用在港口、楼宇及工厂变配电群的供电监控系统上上更能显示出其优越性，在软件和网络结构上PecStar具备以下特点：
PecStar遵守公认的开放性标准，方便系统的维护、扩充和升级,可与其他,开放性:
系统实现无缝集成.系统可接入其他智能装置：
直流屏、变压器温控器、PLC等，支
持MODBUS、DNP3。
0、CDT、1801、IEC870-5—101、IEC870-5-103等协议。
安全性:
PecStar能满足长时间连续稳定可靠运行的要求，保证数据的完整性和一致
性，防止来自系统自身的意外或人为的误操作，PecStar在所有现场均一次性投运成
功，所有系统运行至今没有出现过由于系统软件原因出现的计算机死机或系统崩溃问
题。
，功能完备性：
PecStar除包括基本的SCADA及必备功能外,还包括分时计费（峰、
谷、平等十种费率计费）、智能操作票、电能质量分析（谐波分析、电压波动、三相
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不平衡度等）、微机防误操作等功能，是内部审核和运行管理的好帮手.，实时性：
PecStar满足对实时性的要求，系统响应时间足够短，可在数秒之内，把分
布在各个变电所内用电情况进行集中监视。
，用户友好性:
PecStar用户界面简捷、直观，方便用户特别是不太熟悉计算机的用户
使用。
用户通过几天简单的培训就可以轻松的操作PecStar后台监控软件。
PecStar软件是通过认证的专业软件,并获国家注册,2002年通过深圳市政府高新技术软件认证，同时中电公司被评为深圳软件百强企业。
深圳某某积累了10多年电力监控系统软件开发的经验和成果,并有众多电力和大型工业企业变电所的运行经验,PecStar充分了解企业用户的需求,系统应用软件功能开发方面也特别重视大型工业、企业、楼宇的变电所群集中监控的特殊需要,比一般综合自动化软件增加了许多对大型企业、楼宇有价值的功能.
2.5整个供电监控系统的其它特点
1、深圳某某公司是国内最早的从事电力监控系统的公司，早在1993年，就率先引进了加拿大PowerMeasurement公司原装进口的PML电力监控装置，当时应用的客户包括广州广钢集团、广州风神汽车、深圳赛格三星、深圳当纳利旭日印刷等，随后深圳某某借鉴国外先进技术又陆续开发了PMC—580、PMC-530C，PMC-530A等一系列电力监控装置；早期的深圳蛇口招商港务局等电力监控系统运行距今已经有近十年的历史.
2、深圳某某公司目前在电力监控领域拥有国内最完善的产品线，产品应用范围从500KV一直延伸到380V.其中ION8000系列大量应用在南方电网、华东电网、华中电网等大量的500KV变电站中;ION7000系列应用在国内第一条跨区域（西北电网330KV连接华中电网220KV）的直流输电线路监控上;中、低压电力监控系统应用包括:
深圳蛇口招商港、华润中心、深圳赛格三星提供电力监控系统一期（2000年）、二期（2003年）、深圳三星视界、南方超薄浮法玻璃、深圳开发科技、大中华交易广场等大量用户。
3、电力监控与一般功能的电子表的概念截然不同。
电力监控装置最终的目的是要实时的对楼的供用电情况进行监视，电子表一般的功能主要是以计量为主，主要是定期或者不定期的查看电度等电量参数.PMC所有系列监控装置包括PMC-530C,PMC—530A等不但具备多功能电子表的独特功能，更重要的是具备整个楼宇无人值班要求的监控功能，
8
XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司举几个例子来说明一下：
（1）、事件顺序记录功能（SOE）:
监控系统需要将整个楼的电力运行情况在主控室进行监控，需要记录所有所发生的报警事件、操作事件以及事故事件等事件记录，以便于查看和分析。
因此监控装置本身应具有事件记录功能，同时由于大量的事件记录,因此分清哪些事情发生在先、哪些事情发生在后是很有必要的,PMC监控装置同时具有1ms分辨率的SOE记录，可以对所发生的事件以1毫秒的间隔进行排列顺序，帮助值班员完成对事件的分析和统计。
（2）、开关量位置监视和变位报警:
完整的电力监控既包括交流全电量的采集，也应包括高、低压回路的开关状态监视（例如断路器状态、变压器温度状态等）,并且在监控计算机上用动态的不同颜色来显示有电和停电回路的状态，因此要求监控装置具有开关量输入功能,要求监控装置有足够的DI点输入；，其中PMC—530A具有4个DI点，2个DO；具有定值（包括电压、电流、有功、无功、电度）越限报警功能。
并且在开关量变位报警中分为几个级别来区分报警的等级，以便于监视人员在后台通过报警所显示出不同的颜色和声音来区分事件的严重性。
即一般报警（即人为的手动操作，其实并没有发生故障）、报警（即开关本身出现问题,例如开关未储能）、断路器故障报警等。
也可根据用户的具体要求来定义。
（3）、遥控:
为达到无人值班或少人值班的目的，整个电力监控系统应具有遥控功能，以方便用户有选择的对楼内配电回路进行遥控；即使不使用遥控功能一般也都会预留遥控功能.
（4）、通信口:
组成电力监控系统要求电力监控装置一定要具有通信口，从而将整个监控装置通过通讯口与后台监控软件相连。
PMC—530A具有标准的RS—485通讯接口并且支持MODBUS通讯协议。
4、电力监控装置长期不间断的运行在配电房中,因此对电力监控装置本身可靠性有很高的要求，因此选用高质量的电子元器件，采用抗干扰强的装置外壳材料,可以降低装置长期运行产生的功耗，减少外界对装置的干扰，从而延长装置的寿命;深圳某某的PMC监控装置完全采用高品质、低功耗的元器件，外表采用全封闭方式封装，避免了灰尘等物体的干扰,同时由于选用了高品质、低功耗的元器件，不需要散热孔也可以使装置的产生的热量得到散发;同时PMC监控装置外壳完全采用铝合金外壳，稳定性及抗干扰性远远强于其它如铁、塑料等造价低廉的材料的装置外壳。
系统结构如附图所示。
9
XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司3系统设备配置及选型
3.1、方案设计原则
a。
完全满足用户要求原则
b。
监控装置为单元式原则，采用PMC系列监控装置
c.设备采用总线接入原则
d。
接线尽量少原则
e.设备性能和功能优质原则
f。
系统开放原则，系统功能全和实用原则
g。
监控装置可靠原则
3.2配置及选型说明
3.2。
1高压（10V）回路
进线（1AH1，2AH1）
母联（3AH1）
馈线部分（1AH4，1AH5，2AH4，2AH5）
共7回高压出线回路均配置PMC-6510微机型综合保护测控装置来实现监控和计量。
按照面向对象一一对应的原则，每回线路配置1台，共7台.实现：
可实现三段式电流保护（带复压、方向元件）、反时限过电流保护、零序过电流（带方向）保护、电动机过热保护、起动时间过长保护、堵转保护、过负荷保护、充电保护、负序过流保护、过电压保护、低电压保护、电容器差压保护、TV断线、系统绝缘监视、外部联跳、低周减载、跳闸回路监视、开关量保护、电动机起动时速断定值加倍等功能;还具有测量一回线路或设备的全部三相电量:
U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f；10个DI，6个DO；连续故障录波;224个事件记录等功能；2的RS485通讯接口，支持标准的MODBUS通讯协议，可以选配以太网口。
3。
2.2低压（380V）回路
3.2.2.1变压器进线，联络回路（1AT1，2AT1，3AT1，4AT1；2AT2,4AT3）共
10
XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司6回
变压器进线回路均配置PMC-530C高端三相数字式多功能测控电表来实现监共6回
控和计量.按照面向对象一一对应的原则，每回线路配置1台，共6台。
实现：
测量一回线路或设备的全部三相电量:
U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f；具有16周波的故障录波、波形采样功能在电流、负荷等参数越限时可以启动预警功能,自动记录越限后的波形,记录越限电流、负荷的最大值以及趋势；同时在发生事故跳闸后,智能装置可以记录故障前和故障后的一段波形，帮助运行人员进行事故分析，在最短的时间内找出事故的类型并加以预防;4个DI、2个DO实现状态量采集（开关分合状态、开关故障状态等）和分合闸遥控功能；1ms的事件顺序记录，同时具有2-31次谐波分析。
标准的RS485通讯接口，支持MODBUS通讯协议。
3.2.2。
2低压电容补偿（1AT2，1AT3，2AT3，2AT4，3AT3，3AT4，4AT4，4AT5,）
电源切换回路（1AT7，2AT10）
共10回低压（380V）回路均配置PMC—530A三相数字式多功能智能控制装置来实现监控和计量。
按照面向对象一一对应的原则，每回线路配置1台，共10台。
实现:
测量一回线路或设备的全部三相电量:
V、I、P、Q、CosΦ、KWh、KVARh、f；具有4个开关量监视、2个开关量输出，可用于监视断路器、刀闸状态和控制输出继电器;还具有2-31次谐波分析功能；越限控制与报警、事件顺序记录功能，标准的RS485通讯接口，支持MODBUS通讯协议。
3。
2。
2.3低压馈线回路
开关额定电流大于等于250A馈线（1AT4—A,1AT4—B，1AT5—A,1AT5—B，1AT6-E,1AT6—F，1AT8—D,1AT8-E，1AT8—F，1AT9—E，1AT9—F，1AT10—E,1AT10-F,1AT11-D，1AT11-F，1AT12—E，1AT12-F，2AT5—E,2AT5-F，2AT6-E，2AT6-F,2AT7—D，2AT7—F，2AT8—E，2AT8—F,2AT9—D，2AT9-E,2AT9—F，2AT11-F，2AT12-F，3AT2，3AT5—C，3AT5—D，3AT5—E，3AT6—C，3AT6—D,3AT6—E，4AT2，4AT6—C，4AT6—D，4AT6—E）
共41回低压（380V）馈线回路均配置PMC—530C高端三相数字式多功能测控电表
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XXX智能化电力监控系统技术方案深圳市中电电力技术有限公司来实现监控和计量。
按照面向对象一一对应的原则,每回线路配置1台，共41台。
实现:
测量一回线路或设备的全部三相电量：
U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f;具有16周波的故障录波、波形采样功能在电流、负荷等参数越限时可以启动预警功能,自动记录越限后的波形，记录越限电流、负荷的最大值以及趋势;同时在发生事故跳闸后,智能装置可以记录故障前和故障后的一段波形，帮助运行人员进行
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