智能电力监控技术方案

智能电力监控技术方案内容摘要：

GB 503482020 《视频监控系统技术要求》 GA/T 367 《视频监控系统工程设计规范》 GB 503952020 P3000 智能电力监控系统功能概述 P3000 智能电力监控系统的建设目的是通过运用先进的传感技术、通讯技术和计算机技术，对配电房内的电源、蓄电池、高低压配电、油机等多种动力设备，以及温 度、湿度、火警、盗警等环境参量进行实时监测，能够及时判断出故障并产生告警，对远端设备进行遥控和调节，从而实现配电房间的无人或少人值守。 该系统可以提高设备的维护和管理质量，降低设备维护成本，提高整体工作效率，从而为用户建立起一套高可靠性、高效率、高效益的维护体制。 P3000 智能电力监控系统是我司自主研制的设备联网集中监控系统，基于TCP/IP 和直连等多种传输方式，以 B/S、 C/S 两种可选架构，对配电房精密空调、UPS、供配电、新风机、发电机、温湿度、漏水、消防、入侵报警、烟感、门禁、视频等多种动力设备和环境 参数进行集中管理，通过互联网，管理人员对各个设备进行“五遥”（遥测、遥信、遥调、遥控、遥视）集中监控，对潜在和已经发生的危险进行实时监测，通过声光、短信、电话、语音、桌面、邮件等方式及时报警，主界面整体电子地图采用 3D 动画展示，生动直观、操作简单，服务器与 7 一体化采集器配置数据互为备份，保证全网数据同步、配置同步，实现对配电房的全天候自动监测，以达到无人值守目标。 主要功能如下： （ 1） 数据采集与处理： 实时采集模拟量、开关量、数字量、温度量、以及各类事件信息。 对实时数据进行统计、分析及计算并存入数据库。 模拟 量主要包括电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、温度等；开关量包括开关位置、事故信号和预告 信号、自动装置投入及撤除信号、开关当地 /远动操作位置信号、变压器温度报警信号、超温跳闸信号、开门信号等；事件信号包括开关状态的变位、综合保护装置动作信号、控制操作及操作后状态变化等以及事件发生的时刻、事件性质和名称。 1 实时计算各线路的功率因数。 2 实时计算各线路的有功、无功功率值。 3 实时计算每日、每月各条线路的有功，无功最大、最小及平均值。 4 实时显示各变压器温度值；实时计算每 日、每月各变压器温度最高、最低与平均值。 5 实时显示各高压进线的频率、谐波分析情况。 6 实时显示、统计各回路各时段的电度值 ,对电能数据进行分时计费统计 ,应根据用户要求具有多种分时计费 (峰、谷、平值等 )方案和费率的种类。 实时显示、统计各回路每日、每月、每年的有功电度总值和无功电度总值 7 实时显示电容的投切状态以及手动 /自动状态。 8 数据采集周期、方式、参数等可由用户在线定义，状态量的变化应优先传送。 （ 2） 报警处理 设置预告信号和事故信号，并产生不同的音响报警及闪光，自动推出相应画面，对应事故、故 障设备的图形发生闪动变位，窗口提示事件内容及处理指导。 报警信号可在监控主机上人工确认复归。 报警同时启动事件打印输出功能。 预告信号部分： 线路过负荷、系统自诊断故障、母线电压越限、电流越限、变压器温度越限等。 8 事故信号部分： 保护装置动作、开关变位。 1 当出现开关变位、遥测越限 (电流越限、电压越限、周波越限、温度越限等 ) 、保护动作及其它报警信号时，系统对发出声响提示并在屏幕弹出报警框，报警框内显示报警内容，如当前变位状态、当前越限值、越限给定值、报警信号名称等。 2 所有报警事件可打印记录和写盘保存，并 提供有关的报警原因、时间、电气参数值等信息，以便于快速查故障和事故分析。 （ 3） 显示功能 能显示系统的各种接线图、电气设备的运行状态和各种电气参数，显示内容实时自动更新。 系统可以生成和显示各种统计报表和图形（曲线图、棒图、饼图等），显示照片、各种仪器仪表、事故追忆、各类报警、各类通讯报文。 所有显示的画面都可打印。 1 接线图显示 包括开关位置和各实时电量信息。 图形包括一次接线图、二次接线图、所用电交系统图、直流系统图、保护监控配置图、通讯结构图、报警信号图、地理位置信息图等图形，可根据甲方需要绘制各种 图形。 实时显示变电所设备运行状态，负荷分配情况，开关刀闸状态。 2 工况图 9 包括日常数据、电度显示、选点召唤等画面；能显示整个系统各计算机的工作状态图；能显示系统中保护监控装置的工作状态。 3 棒图 有电流棒、负荷棒图等实时刷新显示图。 可自行定义 10KV、 等各级电压并在棒图的下方有当前值显示。 4 曲线画面 有电压曲线、电流曲线、负荷曲线等。 5 一览表 包括事故信号一览表、故障信号一览表、操作信号一览表、保护定值一览表。 6 系统自检信息 7 事故追忆显示： 可调用多个故障 变量故障前后的变化情况，使于分析事故原因。 (4) 遥控跳合闸控制 10 系统具有运程控制功能，操作人员可以通过监控主机对受控对象进行远程操作。 远程操作具有严 格的分级权限管理功能，系统具有防误操作、互相闭锁功能，以确保操作安全。 系统能自动记录保存每次远程操作的操作人、操作时刻、操作类型等信息。 通过监控主机能实现断路器远方跳合闸。 (5) 远动通信 预留与其它监控系统和企业管理信息网的接口。 (6) 历史数据存储 1 系统数据库分门 别类保存各种测量数据、状态信息、事故信息、操作日志信息等历史数据，测量记录周 期可设定。 数据至少能保存三年，并能够转存到光盘等外部存储设备长期保存。 2 对历史数据进行日、月统计，实现测量数据的日报、月报等统计报表，指明该日或月最大值、最小值以及出现的时间，能对历史数据库的数据进行库操作。 (7) 保护定值设置和修改 监控主机能显示各线 路的保护配置并能对所有保护定值进行设置和修改， 也能对各保护功能进行投退，以适应开关所内保护多种运行方式，修改时必须输入相应密码才能进入。 (8) 报表功能 提供功能强大、灵活 自如的报表编辑工具。 所见即所得并可自动生成。 应提 11 供典型报表模板。 应支持定 时和随机两种打印方式。 随机打印是自动记录故障，事故情况下操作时的事件，并响应手动选择的各打印功能；定时打印是专用于定时报表的打印。 主要功能有：（ 1）现场工况打印。 （ 2）事故、故障及操作控制项目的自动打印，成组或选择打印；事故、故障通过报表可输出至 Excel表格。 （ 3）对各电气设备和系统运行参数进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时（峰谷平）、班次、日、月、季度和年度报表； （ 3）负荷曲线、趋势曲线打印。 （ 4）历史数据选择打印。 （ 5）运行日志，包括日报表、月报表打印。 （ 6）各种随机选择 打印。 （ 7）屏幕拷贝打印。 （ 8）可根据实际需要制定各种复杂的报表。 (9) 生成与修改 开关量输入 、遥控量输出定义及修改；人工参数的置入、模拟图及相关图的生成修改；打印报表自动生成及修改。 (10) 运行及配电管理功能 系统具有交接班记录 、运行记录、检修维护记录、技术资料管理记录、设备管理记录、继电保护定值管理记录等功能。 (11) 系统自诊断及自恢复 系统具有自诊断及自恢复 功能 (12) 故障录波和谐波分析系统 系统具有故障录波和谐波分 析系统，能设定多种故障录波触发条件，启动故障录波功能，记录 电压电流波形细微的变化，采样速率可编程实现，可编程实现 1 32 个采样 /周波，保证故障波形的精确度，使于维护人员作出准确分析。 12 (13) 系统权限功能 系统具有完善的安 全和权限管理功能，能够为不同级别的操作人员提供不同的操作权取。 所有操作自动记录在工作日志数据库中。 系统软件设置支持多种权限分区和密级设置，为系统管理员、工程师、一般值班操作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带时标事件记录，可建立良好的反事故措施。 (14) 在线维护功能 系统 具有在线维护功能，经授权的用户可以在线进行以下修改或设备： 1 画面报表的在线编辑修改； 2 前景数据的画面报表的在线编辑修改； 3 数据库部分内容的在线修改； 4 部分运行参数及限值的在线设置、状态修改； 5 报警限值设置和修改； 6 设备参数设置和修改； 7 报表格式设计和修改； 8 增加、删除操作员，修改操作员密码。 项目需求与分析 为了保证各个高压柜都在一定的安全监控范围之内，防范配电风险发生，将8台综合保护设备和 5 台干式变压器测温仪纳入集中监控系统，集中由 P3000 服 13 务平台中心统一监控，对 所有相关的场地的动力、环境、安防三方面实现实时集中监控、报警、联动，同时结合平台中心短信告警以及本地声光告警，对数据综合处理和数据分析等方面进行科学管理。 具体监控内容如下： 8台综合保护设备 带 RS485 通讯接口，直接接入通讯管理器 设定为不同地址，允许级联 5 台干式变压器测温仪 带 RS485 通讯接口，直接接入通讯管理器 设定为不同地址，允许级联 整体方案设计 P3000 智能电力监控系统作为管理平台的业务中心，重要性高，要求保证不间断、高质量的性能，确保数据和设备的安全。 针对配电房已有监控系统现状，结合服务实际需求，遵循“集中监控、快速响应、高效管理、新旧兼容”的管理模式，采用如下建设方案： 现场仪表的数据通过通讯管理机以有线传输方式传送到中心配电房的P3000 综合监控平台，实现各种场地的 集中监控、集中维护、集中管理。 一旦触发告警条件，在本级场地同时进行声光报警，报警信息也可以通过本级场地的手机短信或电话报警系统发送给值班人员或相关职能领导。 后台数据库软件采用SQL Server 存储，软件界面为基于 B/S 架构的 3D 动画展示，包含整体电子地图，支持互联网远程监控，界面生动直 观、操作简单，便于监控大屏展示，功能全面，稳定性高，便于维护，可实现场地无人值守。 组网拓扑图 本解决方案采用 站控层、通信层、设备层组网结构，组网方案如下图，中心配电房站控层管理全部数据，提供各配电房管理、人员管理、标准权限管理、权限分配管理、设备管理、告警管理、报表管理及 WEB 浏览服务。 底端配电房通 14 过中心的数据服务器来实现数据分组，各级配电房只能看到、管理自己的片区数据。 底端配电房的高低压开关柜、位置状态、视频图像等监控对象通过通讯管理器接入内部 TCP/IP 局域网 网络 ，以 TCP/IP 传输方式 接入中心配电房的 P3000综合监控平台，实现中心配电房 集中监控、集中维护、集中管理。 通讯管理器EMU 自带 256M flash 存储，可保存 30 天应急数据，通过 TCP/IP 传输方式与市局中心 SC、被控端局 SU 同步配置，该组网的优点在于配置数据互为备份，可保证全网数据同步、配置同步。 15 3D动画系统组态 图 本方案基于 B/S 架构，对各监控单元监控对象的多种动力设备和环境参数进行集中管理，通过互联网，管理人员在监控中心对各个设备进行“五遥”（遥测、遥信、遥调、遥控、遥视）集中监控，对潜在和已经发生的 危险进行实时监测，同时利用授权管理系统、电子值班日志、报表系统等三个模块进行辅助管理，把系统报警、事件，信号量历史数据及管理员操作日志等自动记录到数据库中，通过日报表、月报表和时间段报表生成各种表格、曲线供查询、导出、打印，或以excel 或 pdf 格式导出、打印。 软件界面及设备组态采用 3D 动画展示，提供管理者设备运行视图，展示整个配电房所有设备运行参数与告警状态（颜色区分），无需页面切换，同时提供横向比较视图，即同时在一个窗口提供所有同类设备组态，方便同类横向比较，如一个窗口显示多个 UPS 组态，生动直观、操作 简单。 16 软件界面显示方式 系统支持 WEB 浏览、组态图、列表等多种显示方式，直观地显示后台各监控单元、短信猫、语音卡的通信状态与告警信息并记录，可在整体管理视图上通过逐层扩展，最后将故障定位在监控对象上。 17 告警管理 一旦触发告警条件，在市级配电房和当地县级配电房同时进行声光报警，报警信息通过市级配电房的手机短信或电话报警系统发送给值班人员或相关职能领导。 系统提供多种告警提醒方式，支持监控中心现场的声光、语音、系统告警和远程短信、电话、邮件等告警方式，用户可按需组合 ，实现对配电房的全天候自动监测，以达到无人值守目标。 系统具备完善的告警设置与处理方式，支持在线设置或修改告警逻辑条件、告警等级、告警阀值、告警延时、告警提示信息、告警屏蔽时间段，可对已结束告警或未结束已处理告警进行派修、确认或强制确认操作，可设置派修信息以短信方式发送，未处理告警可循环上报多次提醒配电房值班和维护人员。 报表系统中提供设备告警报表，通过设置监控站名称、设备名称、信号名称、子系统类型、报警类型等组合查询条件可获取包含告警信息、处理情况、。