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1、變電站綜合自動化監控管理系統方案 2010年8月目 錄1、施耐德 ION-Enterprise系統簡介1.1 施耐德 ION-Enterprise系統概述隨著計算機技術(Computer)、網絡技術(Network)、控制技術(Control)、通訊技術(Communication)、顯示技術(Display)的發展和廣泛應用，變電站綜合自動化系統在廣闊的工業技術領域和服務行業中的應用日益增多。事實上，完善的管理已經離不開狀態監控和處理系統。作為變配電管理的各類變電站，其中樞管理系統早已納入智能化監控管理的范疇。這類智能型變電站綜合自動化系統既是現代化企業實施電力運行科學管理、減員增效的有力工2、具，也是企業網絡化、信息化建設的重要組成部分。變電站綜合自動化系統是提高供電系統可靠性的最有效手段，它不但可以減少停電范圍，縮短停電時間（由原來的幾天、幾小時，縮短到幾十分鐘，甚至幾十秒，采用該自動化系統后的配電系統，其可靠性可提高到99.99%）而且可以改進供電質量，改善公司企業形象，為用戶提供更高質量的服務。若用人工值班，通過電話聯系或人工巡視，工作量大，速度也很慢。但是采用變電站綜合自動化系統進行監測、管理，能迅速發現故障，使設備按最佳工況運行，實現遙控、遙測、遙信，達到節約能源，減輕運行電工人員的勞動強度、改善工作環境、減少人力，提高勞動生產率，使供電系統安全、合理、經濟運行。施耐德 3、ION-Enterprise變電站綜合自動化系統是施耐德電氣最新的變電站綜合自動化系統。該系統是具有高效、安全、經濟、可擴展的高、低壓供配電系統微機監控系統，采用目前國際流行的面向對象的分層、分布式智能一體化結構，應用計算機控制、網絡通訊等多項先進技術，將供配電系統智能型二次設備的各項功能（保護、監測、控制、通信等諸多功能）重新組合優化設計所推出的一種開放性、網絡化、單元化、組態化的新一代電力監控管理系統。系統結構符合國際電工委員會(IEC)的技術規范，代表了當今變電站監控系統新的潮流和趨勢。系統能夠在主控室實現對各個變配電站的遙信、遙控、遙測及遙調“四遙”功能, 對電氣設備的運行狀態進行實時4、監控，具有電氣參數實時監測、事故異常報警、事件記錄和打印、統計報表的整理和打印、電能量成本管理和負荷監控等綜合功能。1.2 施耐德 ION-Enterprise系統總體技術和性能指標執行國家或部頒標準 遵照執行以下電力行業的相關規程、標準和要求GBT13729 遠動終端通用技術條件DL500391 電力系統調度自動化設計規程DL/T 814-2002 配電自動化系統功能規范DLT630 交流采樣遠動終端通用技術條件DL/T 721-2000 配電網自動化系統遠方終端DL/T 575-1999 控制中心人機工程設計導則DL 451-1991 循環式遠動規約GB50062-92 電力裝置繼電保護和5、自動化設計規范GB1428593 繼電保護及安全自動裝置技術規程GBT1514594 微機線路保護裝置通用技術條件IEC8705103 繼電保護設備信息接口配套標準DLT5871996 微機繼電保護裝置運行管理規程DL47892 靜態繼電保護及安全自動裝置通用技術條件DL1994 電力系統繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點的要求GBT13850 交流電量轉換為模擬量或數字信號的電測量變送器GBJ63-90 電力裝置的電測量儀表裝置設計規范DL44891 電能計量裝置管理規程GB5017192 電氣裝置安裝工作盤、柜及二次回路結線施工及驗收規范GBJ147-90 電氣安裝工程高壓電氣施工及驗收6、規范GBJ232-82 電氣安裝工程施工驗收規范GB50174-93 電子計算機機房設計規范GB2887-89 計算站場地技術要求GB9361-88 計算站場地安全要求JGJ/T16-92 民用電氣設計規范 工作環境1、運行溫度：戶內安裝 ，環境溫度；2、環境濕度：空氣相對濕度不大于95（非凝露）；3、高度：海撥高度不大于；4、大氣壓力：86108kPa；5、溫差：日氣溫最大變化；6、抗震能力：水平加速度不大于，垂直加速度不大于；7、傾斜度：安裝傾斜度不大于5；工作電源條件1、額定電壓 AC 380V/220V10, DC 220V10；2 、額定頻率 ：50Hz；3、直流電源紋波系數5；4、7、二次回路額定參數A、PT二次交流電壓：100V（線）57.5V(相）；B、CT二次交流電流：或。電磁兼容性本系統是運行于高電壓等級變電站中，由于其電磁環境非常惡劣，故設備要具備較強的可靠性及電磁兼容性，下面是對系統電磁兼容性的要求：靜電放電抗擾度： 符合GB/T17626-4-24級輻射電磁場抗擾度： 符合GB/T17626-4-33級快速瞬變電脈沖群抗擾度： 符合GB/T17626-4-44級沖擊（浪涌）抗擾度： 符合GB/T17626-4-53級電磁場感應的傳導騷擾的抗擾度: 符合GB/T17626-4-63級工頻磁場抗擾度： 符合GB/T17626-4-84級脈沖磁場抗擾度： 符合GB/8、T17626-4-95級阻尼振蕩磁場的抗擾度： 符合GB/T17626-4-105級振蕩波： 符合GB/T17626-4-122級抗干擾性能滿足IEC255221 高頻干擾試驗標準IEC255222 靜電放電干擾試驗標準IEC255223 輻射電磁場干擾試驗標準IEC255224 快速瞬變干擾試驗標準系統主要性能指標 采集模擬量總量（軟件系統）：無限 采集開關量總量（軟件系統）：無限 采集脈沖量總量（軟件系統）：無限 輸出控制量總量（軟件系統）：無限 輸出調節量總量（軟件系統）：無限 廣播命令： 時鐘對時 電流、電壓誤差： 05 功率、電能誤差： 10 頻率精度： 0.02Hz 全系統實時數據9、掃描周期： 5s 遙控接點容量: AC 250V/ 遙控遙調命令傳送時間： 10s 事件順序記錄數量(SOE)： 512條 事件順序記錄分辨率(SOE)： 1ms 畫面調用響應時間：1s 事故畫面推出時間： 10s 雙機切換時間：20s 畫面實時數據刷新周期： 2-30s可調 重要模擬量刷新周期： 3s 次重要模擬量刷新周期： 5s 一般模擬量刷新周期： 10s 打印報表輸出周期： 按需整定 遙信變位傳送時間： 5s 遙信處理正確率： 100 遙控遙調正確率： 100 CPU負荷率： 正常狀態30、事故情況下60 網絡負荷率： 正常狀態下25 故障區隔離： 1min 非故障區恢復送電： 2mi10、n 系統可用率： 99.99 智能設備平均無故障時間（MTBF） 100000小時 系統平均無故障時間（MTBF） 30000小時1.3 施耐德 ION-Enterprise系統網絡拓撲結構圖2、施耐德 ION-Enterprise軟件系統2.1施耐德 ION-Enterprise系統特點施耐德 ION-Enterprise變電站綜合自動化系統具有投資少、功能強、裝置維護方便、擴充靈活、可靠性高等主要特點： 全簡體中文操作界面，系統可靠性、運行效率高,數據共享性好； 按每個電網元件（如進線、母聯、饋出變壓器等）為一個對象，集測量、 保 護、控制、和信號為一體，通過總線連成系統，節約投資。 系統11、內裝置間信息的傳送均為數字信號，系統抗干擾能力強。 系統獨立性強，不同電氣設備均單獨安裝對應的智能裝置，任一或局部出現故障不影響系統運行, 系統故障不影響就地單元的運行,在監控系統因故退出運行時各智能裝置仍能安全、可靠獨立運行； 系統為多中央處理器工作方式，每個裝置都具有數據處理能力，大大減輕了主控機的處理負擔。 系統為多功能控制方式，擴充靈活，設備的運行管理十分簡單，維護量少,調試簡單； 具有操作員登錄和管理人員登錄等多種不同的權限方式， 從而保證系統的安全管理和操作； 施耐德 ION-Enterprise變電站綜合自動化系統具有良好的自診斷與自恢復功能,能在線診斷系統所有軟件和硬件的運行工12、況。單個元件的故障,不會引起整套裝置的誤動，也不影響其它裝置和自動化系統的運行，當發現異常及故障時能及時根據故障性質自動判別是否需要閉鎖有關功能或設備，并顯示和打印報警信息。2.2 施耐德 ION-Enterprise系統層次 施耐德 ION-Enterprise變電站綜合自動化系統按結構和功能可分為三個層次： 間隔層、站級層、監控中心層。間隔層所有智能裝置如智能測控單元等設備按一次設備對應分布式配置、安裝，各裝置相對獨立，能夠獨立完成各進出線回路的保護、控制、監測和通訊等功能，同時具有動態實時顯示開關設備工作狀態、運行參數、故障信息和事件記錄、保護定值等功能、各裝置和儀表通過RS485通訊口13、接入相應的底層 RS485子網，通過RS485網將有關信息傳送至監控主機。通訊層考慮到供電系統可靠性的要求，并且有專用通訊線路通道，以及系統的有效保護和快速響應性，監控系統采用基于TCP/IP協議的網絡和RS485網絡,由485網絡通過通訊管理機將數據打包后再經工業級以太網交換機上傳至監控中心，同時考慮到系統以后的擴展要求，配置以太網交換機，為以后的擴展預留接口。監控中心層監控主機采用高性能工控機，監控軟件平臺采用施耐德最新進口電力監控組態軟件，具有良好的可靠性、實時性及可擴展性， 是完全符合國內供配電運行習慣和具有強大組態功能的變電站綜合自動化管理系統，可完成供配電系統智能化運行管理。2.314、 施耐德 ION-Enterprise系統HMI界面信息 低壓配電設備監控界面1.讀取變電站低壓系統圖和單線圖；2.顯示低壓開關設備的工作狀態以及保護參數；3.顯示低壓電參量的直接、平均及峰值曲線和變化趨勢圖；4.過濾、篩選和打印低壓系統各種統計報表；5.過濾、篩選和打印低壓系統故障狀態和事故報表； 圖2低壓配電設備監控界面系統數據庫查詢界面1.系統數據庫保存2年的全部運行和事故記錄；2.提供系統內中壓與低壓各回路參數；3.提供系統軟件系統操作說明書及技術文檔； 圖3系統數據庫查詢界面打印記錄功能變電站配置打印機，可定時、隨機、召喚打印。1、各類故障與事故語音報警打印2、運行日志及報表打印；315、運行參數打印；4、事件順序記錄打印；5、事故追憶打印6、畫面拷貝打印 圖4 打印記錄功能讀取各種參數界面1.讀取和設置中低壓開關設備的保護參數。2.讀取各種電參數：I、U、P、Q、W、PF、WP、WQ、F、S等等。圖5讀取各種參數界面2.4 施耐德 ION-Enterprise系統功能數據采集及處理功能系統能夠對所有的模擬量（如三相電流、線電壓、相電壓、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、有功電能、無功電能、變壓器繞組溫度、柴油發電機的油壓、水位、啟動電池的電壓、直流系統的電壓及絕緣監察等）、開關量（如斷路器的分合狀態、故障跳閘信息、接地刀的分合狀態等）進行實時和定時數據采集，所有的模擬量均16、采用交流采樣，保證測量的高精度和實時性。定時數據可根據設定的時間間隔自動轉存于硬盤，作為歷史記錄存檔。能對模擬量進行合理性校驗、上下限比較等。對開關量進行實時掃描，分辨率2ms，對開關變位作事件記錄輸出并告警，對重要歷史數據進行如下處理并存盤：l 各線路及主變的有功、無功、功率因數及所需補償無功的計算l 有功電度與無功電度的計算l 監視量的越限檢查及告警l 開關變位的處理與告警l 事件順序記錄l 事故追憶l 運行參數的統計分析l 可人工定義和修改計算公式控制功能 .1監控系統具有嚴格的密碼保護功能,控制操作具有操作權限等級管理功能，對不同級別的操作員（如一般操作員、數據庫管理員、系統管理員）進17、行權限限制， 只有當具有遙控操作權限的運行人員在輸入正確的操作和監護口令后，才有權進行如斷路器的分合、保護信號的遠方復歸、保護軟壓板的投切等操作控制， 并且系統能夠自動生成操作記錄。.2可通過監控主機的彩色大屏幕顯示器由鍵盤和鼠標對變配電設備進行遙控操作，控制操作采用二級校驗方式，即：選擇（執行人選擇執行的操作）一返校（監護人確認，輸入正確口令）執行（執行人執行操作命令）。遙控操作時，通過監控主機發出控制命令，系統自動校驗操作者的操作權限及口令后，方能實現斷路器和開關的合、分閘操作。對于每次遙控操作，系統均對操作人、操作時間及操作類型進行記錄，自動生成遙控操作記錄，并將記錄存盤。顯示、查詢及打18、印功能：.1圖形顯示功能：動態刷新顯示主接線圖、實時顯示各開關運行狀態、在線運行參數等。 變電站工作狀況接線圖； 直流系統運行工作狀況； 設備運行故障顯示； 越限顯示； 動態刷新顯示：電氣測量參數、運行參數和狀態量參數，如電壓、電流、功率、頻率等，各線路按電壓等級以不同顏色區分； 連續記錄顯示：負荷曲線，電壓棒圖等；.2 各類表格及曲線顯示功能：能顯示配電系統日負荷和電能量統計表、設備臺帳、主要設備參數表、設備檢修記錄表、運行值班人員名單等，動態顯示各配電回路負荷曲線和趨勢圖。.3模擬量顯示：動態顯示各模擬量的意義、對應的開關號及實時測量數據(相電壓、線電壓、電流、有功功率、無功功率、視在功率19、頻率、功率因數、有功電度，無功電度等)。.4開關量顯示：包括開關量的含義、對應開關號及開關量的當前運行狀態（如斷路器的位置信號、設備運行狀態信號、直流系統故障信號、PT斷線信號）。.5 運行報表：配電系統電氣運行日報表： 24小時日負荷報表的顯示、打印(可選擇時間段)； 24小時日負荷曲線的顯示、打印(可選擇時間段)； 電能日報、電能月報的顯示、打印(可選擇日、月)； 召喚顯示、打印歷史數據庫中任一天(一年內)、任一月(三年內)的日、月報表；.6歷史事件及數據的查詢：歷史事件包括報警事件(有定值越限報警觸發的事件)、操作事件(監控主機對保護測控裝置進行的整定、遙控操作、參數修改等)、一般事件20、(通信故障等)，歷史事件查詢顯示應包括日期及時間、事件內容，對越限事件事件內容中還應包括越限值。 日報數據保留三個月，月、季報數據保留一年，年報數據可保留三年； 對歷史數據可進行日、月、季、年檢索，能夠對歷史數據庫的數據進行操作，并按用戶的要求定期將歷史數據存盤； 對任一數據進行日、月統計，并指明該數據在當日的最大值、最小值及出現時間，該數據在某月的最大值，平均值； 保留200個告警事件(開關變位、電流、電壓越限)； 對歷史數據庫中一年內的日報數據和三年內的月報數據可進行回顧顯示和打印；以上的圖形、表格、查詢結果等均能夠打印，打印方式有定時打印和召喚打印方式，打印時應不影響程序的執行及系統響應21、能力。計算、統計、分析功能.1運行日志；.2遙測量最大值、最大值時間、最小值、最小值時間、平均值統計、供電合格率統計；.3開關分合閘次數統計；.4遙信變位啟動事故追憶記錄；.5按時間先后統計事故追憶記錄并分析。自動報警功能當出現開關事故變位、遙測越限、保護動作和其它報警信號時，系統能發出音響提示，并在屏幕上顯示報警內容。尤其當保護動作、開關跳閘等事故時，系統能連續發出報警音響，報警音響經操作員確認后方能手動復位，報警音響能根據不同類型的報警信號發出不同的聲音。 開關變位：自動推出事件報警窗和故障相大畫面，畫面中變位開關應有變色提示，并在報警框內有簡體中文漢字提示的告警語句及當前變位狀態，并指明22、變位開關名稱、回路編號和性質(正常操作或事故跳閘)； 電流、電壓越限：畫面閃爍提示，并在報警提示窗里顯示當前越限值； 對于開關變位、保護動作、保護告警等事件除在報警提示框顯示相應內容外，還有音響提示； 所有告警事件可打印記錄和寫盤保存；主接線圖及報表的制作、編輯功能系統監控軟件包含：主接線圖和報表制作、編輯軟件包，操作者可以根據配電系統的實際情況隨時建立、編輯修改主接線圖和報表格式，圖、表制作靈活、易于修改并與監控軟件自然接口。在線維護功能 各類畫面、報表的在線編輯功能； 數據庫部分內容的在線修改； 部分運行參數及限制值的在線設置，狀態修改；自檢功能系統及保護測控裝置均具有自檢功能，發生故障時23、，能自動在屏幕上顯示故障單元、故障部位及故障性質，以便及時維修、更換。2.5 施耐德 ION-Enterprise系統接口和應用軟件智能設備接口軟件系統配備多種完全開放的面向各種智能監控設備的通訊驅動程序，如：.1 報警報表接口驅動軟件；.2智能網絡電力儀表接口驅動軟件；功能完善的應用軟件系統配置許多功能完善的應用軟件，如：.1 系統畫面、圖形編輯軟件；.2 系統通訊管理軟件；.3 事件記錄及查詢軟件；.4 故障錄波數據采集及分析軟件；.5 電量統計、計算管理軟件；.6 運行報表編輯及查詢軟件；.7 SQL Server大型數據庫軟件；.8 Office 文檔處理軟件；2.6 施耐德 ION-24、Enterprise系統擴展功能施耐德 ION-Enterprise變電站綜合自動化管理系統具有組態靈活、適應性強和可擴展的特點, 通信網絡結構簡潔、清晰，通訊接口規范，二次設備可隨一次設備的變化而方便地改變內部控制邏輯，并且在改擴建工程安裝時實現無擾動擴展，不影響整個系統的安全運行。網絡擴展功能系統具有網絡擴展功能，將來進行系統擴展(如：變電站擴建、改造等)時，保持原有監控計算機上的監控界面不變，只需增加相應的硬件，增加新的監控界面和監控計算機站點即可實現系統擴展。系統擴展、增加新的監控界面后，可實現對擴展后的整個系統中的設備的監控。多種通訊接口系統還預留有多種通訊接口，可以方便地與智能操作25、模擬屏，智能消防系統及其它智能設備進行通訊，還能夠提供標準的通訊規約和協議與其它監控系統、MIS管理系統通信，如： DNP3.0、CDT、1801、IEC870-5、MODBUS、以太網TCP/IP協議等，可采用多種通訊介質，將采集到的設備運行狀態和電氣參數遠傳。企業信息管理系統（MIS）接口施耐德 ION-Enterprise變電站綜合自動化管理系統與企業信息管理系統（MIS）之間的連接采用以太網方式，通過網絡交換機實現數據交換。施耐德 ION-Enterprise變電站綜合自動化管理系統提供單獨的ODBC數據庫接口與MIS系統進行信息交換，將變配電系統有關信息、數據傳送到MIS系統。根據企26、業信息管理系統（MIS）對中、低壓變配電設備提出的接口要求，監控系統提供單獨的ODBC數據庫接口與MIS系統進行信息交換，提供的主要參數有：三相電流、線電壓、三相相電壓、頻率、功率因數、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能各回路開關狀態、故障狀態變壓器線芯溫度等3、施耐德 ION-Enterprise系統硬件系統3.1 施耐德 ION-Enterprise系統監控主機配置施耐德 ION-Enterprise的系統主機與辦公室內常用的系統主機沒有太大的區別，但是考慮到系統的可靠性和維修，主機必須采用品牌機，推薦使用IBM、DELL、HP等。 3.2 施耐德 ION-Enterprise系統通訊27、設備 工業級的通訊管理服務器Nport server， 自帶RS485接入端口和工業以太網接入端口，可靈活配置，具有大容量內存，能廣泛適應任何工業場合。設備聯網服務器（工業級以太網交換機），1.10/100Base-TX自適應的以太網接口（全雙工、半雙工），支持自動MDI/MDI-X連接。 除了讓串口設備能聯網工作之外，任何未連接網絡的主機（ PC 服務器或工作站）可以通過本身的以太網口連接到設備聯網服務器 的以太網口上來完成遠程串口設備間的直接通訊，換句話說, 兩臺1-口設備聯網服務器可以通過以太網，設置成點對點的方式，將兩個串口設備之間建立一條通道，而不受操作系統和距離的限制。這種特性非常28、適合于運行在DOS環境下的計算機更小的掌上計算機。網絡中斷后，自動恢復連接，自適應 10/100 Mbps 以太網界面。4.服務及質量保證體系4.1服務現場服務現場安裝調試期間，我方將派技術熟練工程師赴現場配合進行系統安裝調試。我們提供現場技術服務的目的是確保所供設備安全、系統正常投運，并幫助用戶現場施工工作能夠順利進行。.1現場服務技術人員具備下列資質遵紀守法，遵守現場的各項規章制度；有較強的責任感和事業心，按時到位；了解系統設備的設計，熟悉其結構，有相同或相近設備的現場安裝調試經驗；能夠正確地進行現場工作；身體健康，適應現場工作條件；如對所派人員不滿意，我們將立即更換。.2現場重點做好以下29、工作 系統安裝和接線正確性檢查； 配合完成系統與樓宇智能系統、智能消防等其它自動化系統的通訊聯系； 系統投運前的整體動作試驗和調試； 按照計算值進行保護參數的設定； 系統投運后的運行注意事項技術措施和組織措施交底； 售后服務.1設備在運行期間出現異常，我們保證在接到具體通知后24小時內到達現場。.2設備質保期為1年，保證提供終身維修服務，系統升級后免費為用戶升級。.3提供長期技術咨詢服務，答疑、培訓、講課，協助用戶程序開發。 用戶培訓向用戶提供所有中英文培訓資料，包括中文操作、維修手冊，要求受訓人員能夠了解系統及設備的基本結構、工作原理及操作程序，能排除一般故障。在系統開通后，試運行期間，為用戶的技術人員進行現場培訓，培訓內容包括系統的實際操作和日常維護、常見故障的排除等。4.2質量保證體系所提供的系統設備其質量、安裝施工工藝、測試手段及方法都符合國際、國內最新頒布的標準和規范要求。提供的主要產品具有合法性、獨立性和權威性的質量認證機構頒發的認證證明。所提供的系統設備是全新、無破損的，并為原廠包裝，并符合合同規定的規格、質量和數量。