供配電監控系統的設計分析

張楹

摘 要：供配電系統是電力系統安全運行的重要部分，加強對該系統的安全監測具有重要意義。本文從供配電系統安全運行需求出發，對供配電監控系統的功能進行設定，以此為基礎，設計滿足安全用電需求的監測系統。

關鍵詞：供配電；監測系統；功能；設計

供配電系統是電力系統發電、輸電與用電客戶連接的重要環節，在整個電力系統的安全運行中具有重要地位。隨著電力技術的不斷改革，電力能源在各企業生產中的應用越來越廣泛，以石油企業為例，企業生產基本實現了自動化，這就提高了對供電質量的要求。為保證企業的安全生產，加強供配電系統的安全監控就成為必然。本文將對供配電系統的設計進行簡要分析。

1 供配電系統及監控系統的重要性

1.1 供配電系統

供配電系統包括一次設備和二次設備，饋線、降壓變壓器以及各種開關屬于一次設備，繼電保護裝置、自動控制裝置、測量和計量儀表、通信以及控制裝置則屬于二次設備。自動化技術在供配電系統中的應用具有多項功能，如可實現對電網狀態量、電度量的監測；出現故障后執行隔離操作，保護電網等。

1.2 監控系統應用

首先，有安全保障作用。供配電監控系統能幫助管理人員迅速、準確、及時的掌握配電站運行情況，當運行過程中出現突發狀況，能夠及時采取措施消除故障，提高電力系統的安全性和可持續性。

其次，具有提高經濟效益作用。供配電監控系統投資性價比較高，一次投資，終身受益。能對供配電系統中的設備進行監測，發現問題，及時解決，防止問題進一步擴大，降低維修費用。

再次，具有高智能化，提升工作效率的作用。供配電系統能利用先進的通信技術和網絡技術進行信息傳輸，實現對電力系統的綜合監測，降低了管理人員和檢修人員的勞動強度。

最后，監控系統具有存儲數據資源和檔案管理功能，管理人員可隨時查看運行數據和歷史數據，對于運行管理工作的改進具有重要意義。

2 供配電監控系統的設計

2.1 供配電監控系統結構及其功能分析

供配電監控系統由主站層、子站層和遠程終端三部分組成，主站層是監控系統的首腦，主要作用為查詢和顯示數據；完成數據的輸出和輸出功能，實現上級和下級之間的信息溝通功能；子站層是監控系統的軀干，主要負責監控設備開關的管理工作、數據采集、監控功能、傳輸采集信息和上級指令；終端設備即為現場設備，主要功能是采集線路中的數字量和模擬量，顯示、存儲線路中的數據；故障出現時執行自我保護動作以及上級下達的其他指令。

2.2 技術選擇

供配電網絡分布面積廣，集成式和分布式控制系統難以實現對各個電站進行實時監控，采用數據采集和監控系統（SCADA）可有效解決以上問題，系統內的數據采集設備被稱為下位機，主要是從過程硬件采集實時數據信息；監控系統被稱為上位機，主要是利用組態軟件對過程數據進行實時監控。

系統技術線路方面，采用客戶機/服務器（C/S）、瀏覽器/服務器（B/S）和實時數據服務器冗余解決方案實現綜合自動化監控和調度指揮管理的功能。C/S模式可用在調度中心的各個監測監控系統操作站；B/S能實現調度管理，用于向管理網絡發布生產運行界面。

2.3 供配電監控系統設計

2.3.1 主站層設計

主站層是整個監控系統的首腦，需要執行多項功能，因此，可根據功能需求設計為三層結構，最高層為控制中心，配有告警系統、告警查詢、電能質量分析、系統管理、報表管理、線損分析以及其他增值服務；中間層為數據管理層，設置電能信息一體化管理平臺，并設有接口，可與電力營銷系統相結合；最下層為數據采集層，配有兩套服務器，確保系統的可靠性。

2.3.2 子站層設計

子站是主站與終端設備之間的橋梁，在設計過程中要加強穩定性和安全性的重視力度。在科技發展的推動下，終端設備更新換代的頻率越來越快，子站要具有較高的擴充性，使更多的終端設備能夠接入；同時還要求較高的維護性、穩定性和安全性。子站層需具備數據采集、傳輸功能、數據保存功能、自動檢測和恢復功能、事件記錄功能。

2.3.3 遠程終端層設計

遠程終端（RTU）是安裝在發電廠與變電站之間的一種監控設備，遠程終端設備通過數字和模擬兩種方式采集供配電設備的運行數據，然后將數據傳輸給子站層設備，同時執行子站層所發送的各項指令。

配電遠程終端分為遠方和本地功能，遠方功能是指遠程終端與子站之間的監控調度功能，主要通過遠距離信息傳輸完成；本地功能是指通過自身或其連接方式實現對記錄設備、顯示設備的監控調度作用。

3 結語

供配電監控系統的主要功能是對所監測設備的運行狀況進行數據采集，然后通過通信技術將采集數據傳輸給主站層，經分析后下達指令，確保各設備的安全運行。監控系統的應用不僅可減輕維護人員的工作強度，提高工作效率，還能降低設備故障引發的損失，具有較高的經濟效益，因此具有很好的研究意義和應用價值。

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