1、XXXXXXXXX 展示馆智能化电力监控系统技术方案1 、系统概述1.1 工程介绍XXXXXXXXX 展示馆电力监控系统以中压供电系统、低压配电系统的电气自动化为对象，是 XXXXXXXXX展示馆营运的重要组成部分，智能化配电涉及高低压回路，监控对象点多面广。按传统的供配电系统维护方式，通常是采用电工值守维护管理，这样即提高了成本，又不利于工作效率的提高，而且在意外情况突然发生，而维护人员又来不及到现场处理时，往往会造成严重的后果。因此采用智能化电力监控系统，实现电力遥测、遥信、遥控的自动化，就显得非常重要。电力监控系统给人们带来的节省人力成本、提高工作效率、提高生产安全可靠性等诸多优点得到了
2、业内人事的一致认同。因此电力监控系统起点应该高，使所配置的电力监控系统在今后相当长的一段时间内保持技术上的领先优势。通过 XXXXXXXXX 展示馆电力监控自动化系统设于各节点的现场测控装置实时采集供用电系统中照明、通风、消防、中压站/所等处的供电设备运行状态及对进线、出线、风机、消防泵、直流屏等状态的监视，对故障动作信号的采集，加快对供配电系统事故的反映和处理速度，缩短因故障所造成的停电时间，提高供电的可靠性；通过监控工作站还可以进行远程发布控制命令、远程遥控分合相应开关回路。XXXXXXXXX 展示馆智能化电力监控自动化系统的建立将充分保证 XXXXXXXXX 展示馆营运的稳定、安全、高效
3、、可靠运转。XXXXXXXXX 展示馆电力监控自动化系统主要包括设置于值班室的主站系统与安装于外场的各类测控保护装置，通过监控主机的远程集中监控功能，测控装置自动控制及就地监控主机的自动控制功能，以达到全线路电力供配电的自动化管理，解放人力资源，实现全系统各所的无人值班。附：XXXXXXXXX 展示馆电力监控系统相关技术标准本技术方案以现行国家及电力行业的有效标准为依据，国标未列入部分应参考 IEC 最新标准和规范。如标准间有矛盾时，应以较高标准为准。主要有：IEC870-1 远动设备及系统总则一般原理和指导性规范IEC870-2 远动设备及系统工作条件、环境条件和电源IEC870-3 远动设
4、备及系统接口（电气特性） IEC870-4 远动设备及系统性能要求IEC870-5 远动设备及系统传输规约IEC60870-5.101 基本远动任务配套标准IEC60870-5-102 电力系统中传输电能脉冲计数量配套标准IEC60870-5-103 继电保护信息接口配套标准GB2887 计算机场地技术条件GB9813 微型数字电子计算机通用技术条件GB/T13729 远动终端通用技术条件GB/T 14429 远动设备及系统术语GB/T13730 地区电网数据采集与监控系统通用技术条件DL476-92 电力系统实时数据通信应用层协议DLS003-91 电力系统调度自动化设计技术规程DL/T63
5、0 交流采样远动终端技术条件DL/T634-97 远动设备和系统 传输规约 基本远动任务配套标准DL/T667-99 远动设备和系统 传输规约 继电保护设备信息接口配套标准DL/T643-1997 远动设备及系统第 5 部分：传输规约第 101 篇；基本远动任务配套标准DL/T720-2000 电力系统继电保护柜、屏通用技术条件DL/T459-2000 电力系统直流电源柜订货技术条件DL/T637-1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件DL/T670-1999 微机母线保护装置通用技术条件DL/T448-2000 电能计量装置技术管理规程DL/T781-2001 电力用高频开关整流模块DL
6、/T770-2001 微机变压器保护装置通用技术条件DL/T789-2001 县级电网调度自动化系统实用化要求及验收DL/T526-2002 静态备用电源自动投入装置技术条件DL/T5137-2001 电测量及电能计量装置设计技术规程GB/T14598.9-1995 辐射电磁场干扰试验GB/T14598.10-1996 快速瞬变干扰试验 （或 IEC255-21-4）IEC255-21-1 3 级高频干扰试验：2.5KV（1MHz/400KHz） IEC61000-4-2 静电放电抗干扰度试验：3 级IEC61000-4-3 射电磁场抗干扰度试验：3 级IEC61000-4-4 快速瞬变电脉冲
7、群抗干扰度试验：4 级IEC61000-4-5 冲击（浪涌）抗干扰度试验IEC61000-4-6 电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验IEC61000-4-8 工频磁场的抗扰度试验GB14285-93 继电保护和安全自动装置技术规程SDJ9-87 电测量仪表装置设计技术规程DL/T5136-2001 火力发电厂，变电所二次接线设计技术规程GB/T15145-94 微机线路保护装置通用技术条件DL478-92 静态继电器保护及安全自动装置技术条件DL5003-91 电力系统调度自动化设计技术规程ISARP55.1 数字处理计算机硬件测试SAMA PMS21.1 仪表和控制系统功能表示法ANSI/NEM
8、A ICS6 电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点国电发2000589 号 防止电力生产重大事故的二十五项重点要求国电发2002138 号 防止电力让产重大事故的二十五项重点要求继电保护实施细则2、 监控范围及对象本系统的监控的对象主要为集中在 XXXXXXXXX 展示馆供配电系统的电气设备等，有配电房的 20Kv 负荷开关柜、断路器柜、低压进线断路器回路、变压器温度、低压出线回路等以及其它供配电设备（主要为照明监控配电箱、风机控制柜等设备）的运行状态进行监视。供电系统与电力监控相关的系统设备包括以下内容： 干式变压器 直流屏 变电所高低压柜 发电机本方案对 XXXXXXXXX 展示馆
9、的变电站（所）进行监控，电力监控范围包括：变压器，低压回路的遥信、遥测、遥控。在变电所配置微机保护测控装置及电力监控装置，实时采集电气回路的模拟量（电流、电压、功率、频率、温度等）和开关量（开关的位置信号、继电保护及自动装置信号、设备运行状态信号等） ，经通信系统上传至管理站的电力监控计算机，对采集的数据进行合理性比较、上下限比较，综合分析用电状态，进行事故报警、远端分、合闸，变电站实现无人值班。在变电所中： 微机保护装置主要用于进线保护、变压器保护和线路保护，实现保护、遥测、遥信、遥控等功能。 电力监控装置主要用于监控低压进线、低压馈线，安装于变电所的进线柜和馈电柜，实现遥测全电量、遥信、遥
10、控功能。3、 微机保护、电力监控终端设备配置及功能3.1 20kV 进线及变压器保护20kV 进线、出线选用深圳 XXXXPMC-651 系列微机保护装置，共 3 台。实现以下功能： 瞬时电流速断保护 复压（方向）限时电流速断保护 复压（方向）定时限过流保护 反时限过电流保护 相电流加速保护 过负荷保护 负序过流保护 零序过流保护 低周减载 绝缘监视 PT 断线监视 控制回路监视 全电量测量 电能计量 故障录波（录波总长度为 25 个周波） 事件记录（记录总量为 192 条） 谐波畸变监视（最高达 31 次谐波） 开关量输入和继电器输出（16 路开关量输入、10 个继电器出口） 多种通信接口3
11、.2 低压进线监控装置：采用深圳 XXXXPMC-630C，共 2 台。测量两条低压进线的全部三相电量：V、I、P、Q、Cos、kWh、kVAh 、kVARh、f 等；需量计算；分时计费功能；波形的瞬态捕捉功能，便于用户正确分析和查找事故原因；波形采样功能；电能质量分析功能：三相电压电流奇次、偶次及总的谐波畸变率、三相电压电流各次谐波畸变率（31 次） ；三相电压电流不平衡度；6 路开关量输入可用于监视断路器、刀闸、开关故障等状态。装置内部提供 24 伏直流电源，用于无源触点的状态监视（分辨率为 1ms） ；控制输出继电器（4 路） ；可选配 1 路模拟量输入；1 路模拟量输出；支持光电式电能
12、脉冲检验与接点电能脉冲检验两种电能精度检验方式；大液晶显示代替全部电量盘表；定值越限控制与报警：定值越限系统可控制继电器输出，常用于负荷控制，通过上位机软件进行设置；事件顺序记录：连续记录 64 个事件，时间分辨率为 1ms；定时记录功能；所有记录可由上位机通过 RS-485 通信口读取。3.3 低压主要出线监控装置：采用深圳 XXXXPMC-630A，共 49 台。测量重要低压进线的全部三相电量：V、I、P、Q、Cos、kWh、kVAh 、kVARh、f 等；需量计算；波形的瞬态捕捉功能，便于用户正确分析和查找事故原因；电能质量分析功能：三相电压电流奇次、偶次及总的谐波畸变率、三相电压电流各
13、次谐波畸变率（31 次） ；三相电压电流不平衡度；6 路开关量输入可用于监视断路器、刀闸、开关故障等状态。装置内部提供 24 伏直流电源，用于无源触点的状态监视（分辨率为 1ms） ；控制输出继电器（4 路） ；支持光电式电能脉冲检验与接点电能脉冲检验两种电能精度检验方式；大液晶显示代替全部电量盘表；定值越限控制与报警：定值越限系统可控制继电器输出，常用于负荷控制，通过上位机软件进行设置；事件顺序记录：连续记录 64 个事件，时间分辨率为 1ms；所有记录可由上位机通过 RS-485 通信口读取。3.4 低压次要出线监控装置：采用深圳 XXXXPMC-51M，共 60 台。测量次要低压进线的单
14、相交流电量：V、I、P、Q、kWh、kVAh 、kVARh、PF、f 等；单相正向有功电能、无功电能计量； 可选配 2 路开关量输入可用于监视断路器、刀闸、开关故障等状态；2 路开关量输出可直接切断 250VAC/5A 或 30VDC/5A 的负载。继电器操作通过上位机遥控进行，可选择电平保持方式或脉冲自动返回方式。可选配 1 路模拟量输出（AO） ，为 424mA 直流电流信号。所有采集数据均可由上位机通过 RS-485 通信口读取。3.5 变压器变电站设有 20/0.4kV 变压器，电力监控可通过干变内部预先埋设的温度传感器和相应的智能温控仪对干变的温度信号、超温报警、变压器风机工作状态等
15、变压器运行状态进行监测。4 、智能化电力监控系统的系统结构及具体配置电力监控系统采用三层分布式网络结构，整个电力监控系统采用以太网的网络通信结构，各变电站监控装置通过 MODBUS 总线连接起来，再通过 CEIEC-1380 转换为 TCP/IP 信号，与变电站的通信设备进行通信。系统结构分为三层：主控层、通讯管理层和现场设备层。4.1 主控层配置主控层也称系统管理层，设置在管理站内，由电力监控计算机、打印机、UPS 电源等组成。采用专业的电力监控软件实理变配电系统的全部监控功能a. 操作员工作站：选用 DELL 高性能服务器 1 台，配置为(CPU3.0GHz，1G 内存，250G 硬盘，D
16、VD 光驱，100M 网卡，声卡、音箱，19”液晶显示器)； b. 交换机：选用 1 台 PMC-108 口工业级以太网交换机；c. 打印机：选用 1 台针式打印机。完成运行报表以及各种事件的实时打印；d. 配置电力监控软件：PecStar 一套，负责整个系统的监控。 主控层配置清单序号 名称 规格与型号 数量 生产厂家一 硬件配置（选项）1 监控计算机DELL-T100 服务器(标配双核 Intel Pentium E2160 处理器(1.8GHz/1G/250G SATA/COMBO/音箱声卡/100M/音箱/键盘鼠标，19”液晶显示器1 DELL2 打印机 LQ1600K3H 1 EPS
17、ON3 UPS 电源 2kVA/1 小时 1 山特二 软件配置1 应用组态软件 PecStar 1 深圳 XXXX2 系统分析软件 PecView 1 深圳 XXXX3 系统配置软件 PecSet 1 深圳 XXXX4.2 通信管理层配置通信管理层采用通信前置机控制所有现场的保护装置、监控装置和第三方设备。完成现场设备层和主控层的网络连接、转换和数据、命令交换，通过以太网实现系统与其它管理系统的网络通信。通信管理层通过通信管理机、以太网交换机、线缆等，为电力监控系统提供一个稳定可靠高速的通信通道。各变电所、站与监控中心之间的数据传输通过以太网通信网络来实现。配置一台通信前置机 CEIEC-13
18、80，负责将高、低压柜上的保护、监控、计量装置和第三方设备（直流屏、UPS 等）的数据通过 RS-485 总线采集上来，一个 CEIEC-1380 可以同时采集 16 条 RS-485 总线，其中每条 RS-485 总线可以连接 12 个左右的装置。CEIEC-1380 将各种监控、计量装置和第三方设备数据采集后输出 1 路 TCP/IP 协议的网络信号给监控计算机。同时选配相应的机箱和通信电缆，通信电缆采用屏蔽双绞线。电力监控系统供应商负责提供通讯电缆和现场装置与柜子之间的控制电缆，以及安装 PMC 装置的附件，安装用户派人协助，电力监控系统供应商负责现场指导，对整个接线过程负责。 通信管理
19、层配置清单序号 名称 规格与型号 数量 生产厂家1 通信机箱 PK-10，尺寸：800600600mm 1 深圳 XXXX2 通信管理机 CEIEC-1380 1 深圳 XXXX3 工业级以太网交换机 PMC-108 1 深圳 XXXX4.3 现场设备层配置现场设备层即现场监控层，由微机保护、电力监控装置组成。各电力监控设备就地安装在开关柜回路中，完成保护、控制、监测和通信等功能，同时具有动态实时显示开关工作状态、运行参数、故障信息和事件记录、保护定值等功能。在变电所配置电力监控装置，实时采集电气回路的模拟量（电流、电压、功率、频率、温度等）和开关量（开关的位置信号、继电保护及自动装置信号、设
20、备运行状态信号等） ，经通信系统上传至管理站的电力监控计算机，并可以通过计算机远程实现变电站开关的遥控功能。现场设备层采用星型和总线型（屏蔽双绞线）相结合，网络具有很高的可靠性和实时性。各间隔测控单元负责与现场开关等一次设备的二次侧电流、电压及信号接点直接联系。4.4 PMC 系列电力监控系统的装置的特点说明1) 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 所有系列监控装置不但具备多功能电子表的独特功能，更重要的是具备无人值班要求的监控功能，举几个例子来说
21、明一下：a. 事件顺序记录功能（SOE）：监控系统需要将整个系统的电力运行情况在主控室进行监控，需要记录所有发生的报警事件、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， 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。b. 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、断路器手车位置、发电机的手自动控制状态、变压器温度状态等） ，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
22、 点输入，其中 PMC-630A 可选 6 个 DI 点；具有定值（包括电压、电流、有功、无功、电度）越限和遥信变位报警功能，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。c. 谐波分析功能：谐波可造成以下电力设备：配电线缆、变压器发热、断路误动作、发电机喘振等不良后果。另外，谐波能使电网中的电压、电压波形发生畸变，从而降低电网电压，浪费电网容量。PMC 系列监控装置所具
23、有的谐波分析（总谐波畸变率 THD 以及 3、5、7、11 次等各次谐波）功能有效的帮助用户降低谐波对电力用电设备及电网的危害。d. 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。e. 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 系列具有标准的 RS-485 通讯接口并且支持 MODBUS 通讯协议。2) 电力监控系统的装置长期不间断的运行在配电房中，因此对装置本身可靠性有很高的要求，因此要选用高质量的电子元器件，采用
24、精密加工工艺；PMC 装置完全采用高品质、低功耗的元器件，装置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-630A 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造价低廉的材料的装置外壳。4.5 PecStar 电力监控系统软件XXXX 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 90 年代初，XXXX 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，不断的了解用户的需要，不断的积累经验，不断的完善和充实，PecSt
25、ar 已经成为电力系统发、变、用电监控最可信赖的朋友，PecStar目前已经在国内外大大小小的近千个现场稳定运行。PecStar 软件是通过认证的专业软件，并获国家注册，连续多年通过深圳市政府高新技术软件认证，同时 XXXX 公司被评为深圳软件企业百强。PecStar 具备以下特点： 开放性：PecStar 遵守公认的开放性标准，方便系统的维护、扩充和升级，可与其他系统实现无缝集成，可与其他计算机网络(如 BMS 系统、企业 MIS 网、ERP 系统等)互联。 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，PecSt
26、ar 在所有现场均一次性投运成功。 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、智能操作票、电能质量分析、微机防误操作等功能，是内部审核和运行管理最可信赖的朋友。 实时性：PecStar 满足对实时性的要求，系统响应时间足够短。 界面友好性：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5、 设备清单5.1 电力监控系统设备清单 原产地及序号 设备名称 规格型号制造国 单位 数量一、设备层120kV 进线微机保护装置 PMC-651F 深圳 XXXX 台 12 变压器微机保护装置 PMC-651T 深圳 XXXX 台 23 低压
27、进线监控装置 PMC-630C 深圳 XXXX 台 24 重要低压出线监控装置 PMC-630A 深圳 XXXX 台 495 次要低压出线监控装置 PMC-51M 深圳 XXXX 台 60二、主控层1 监控主机（服务器）PIV 3.0GHz/ 2*512M/250G/ COMBO/声卡/网卡/音箱/19”液晶显示器戴尔 台 12 打印机 LQ1600K3H 爱普森 台 13 不间断电源 2KVA/h 山特 台 1三、通讯层1 智能通信管理器 CEIEC-1380 深圳 XXXX 台 12 通信电缆及其附件 屏蔽双绞、网络线等 深圳 XXXX 套 13 工业级以太网交换机 PMC-108 深圳 XXXX 台 14 操作台 2m1.2m0.7m 国产优质 套 15 通信机箱 800*600*600 深圳 XXXX 面 1四、系统软件(全系统)1 应用组态软件 Pecster 深圳 XXXX 套 12 系统分析软件 PecView 深圳 XXXX 套 13 系统配置软件 PecSet 深圳 XXXX 套 1五、其他1 资料 手册、说明书、图纸等 深圳 XXXX 套 3
