變配電監控系統在煙草行業的應用

張小鋒

摘 要：近年來，變配電監控系統已成為煙草行業必不可少的應用系統。本文以陜西中煙工業有限公司澄城卷煙廠異地技術改造項目為基礎，闡述變配電系統在煙草行業應用的重要性。結合實際應用對煙草行業變配電監控系統的應用進行簡要的分析，從而更好地促進變配電監控系統的應用與發展。

關鍵詞：分散控制;集中管理;綜合監控;計量精確;高效可靠

中圖分類號：TM72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0017-03

0 引言

本文針對陜西中煙工業有限公司澄城卷煙廠技改項目變配電監控系統，利用SCADA監控系統軟件，設計并實現了分散式數據采集，集中管理，綜合監控的綜合變配電監控系統。系統滿足了設備的監測要求，及時反饋監測信息，提高了變配電管理水平。該變配電監控系統具有性能可靠、功能齊全、操作直觀、維護方便、性能價格比高等特點。

1 現狀分析

1.1 變配電監控系統應用現狀

從實際情況來看，計算機技術對信息的處理水平最高，自動化程度更深，傳輸速度也在快速增加，對于變配電監控系統，自動化控制的遠程監控水平要求也更高。結合煙草行業實際應用來說，變配電監控系統在實際應用頻繁，且應用需求大，因此實際應用中加大供配電自動化控制系統的遠程距離，使操作更加簡單便捷，適應多方面環境[1]。變配電監控系統技術提高了工作效率，便于操作。電力變配電監控系統各個器件，分布范圍廣，可以對局部和整體的監控系統參數進行準確且及時的搜集和檢測，給電力和運行管理人員的工作提供了方便。此項技術不僅減輕了人力消耗而且大大提高了效率，還能夠將變配電監控系統的事故率降低，做到延長設備壽命[2]。

1.2 建設內容及要求

根據陜西中煙工業有限責任公司澄城卷煙廠易地技術改造項目設計，在聯合工房、動力中心、后勤服務用房建設四個低壓配電室。建設配套的低壓配電設備及變配電監控系統了，變配電監控系統由一個總站，五個子站組成，并且融合到能源管理系統。

1.3 建設應實現目標

陜西中煙工業有限責任公司澄城卷煙廠易地技術改造項目建成后，每個子站變電所現場設人機界面操作監控系統，在動力能管中心進行總監控，子站變電所現場實行無人值守。實施對高壓柜、低壓柜、環網柜、有源濾波柜、無功補償柜、變壓器、監控屏以及直流屏等所有變配電設備的遠程監測及控制，實現以測、控、管、計量的自動化控制系統，同時實現監、控分離，以提高系統運行的可靠性，整個高、低壓設備層變配電自動化監控系統都具備獨立的自控功能，并完成相關數據的采集、統計分析及異常情況的預警。

澄城卷煙廠易地技改變配電監控系統項目建設具體實施目標如下：

（1）實施對高壓柜、低壓柜、環網柜、有源濾波柜、無功補償柜、變壓器、監控屏以及直流屏等所有變配電設備的遠程監測及控制，實現以測、控、管、計量的綜合自動化控制系統，同時實現監、控分離，以提高系統運行的可靠性，整個高、低壓設備層變配電自動化監控系統都具備獨立的自控功能，并完成相關數據的采集、統計分析，及異常情況的預警。動力中心高壓室、動力中心低壓室、卷包配電室、制絲配電室、后勤服務用房配電室監控系統都具備獨立的自控功能。（2）整個變配電監控系統采用光纖環網網絡結構。控制主站采用SIEMENS S7 315-2PN/DP系列的PLC進行控制，信息采集層各類輸入/輸出采用現場總線連接方式到達控制主站。該控制系統具有自動、手動及遠程控制功能模式，確保系統準確的在自動或手動狀態下精確測量各個檢測點的數據。對各個測控點的設備選型合理，保證實現系統自動控制的可靠性、安全性及計量的精確度。（3）完全達到無人值班站規范要求，采用全分散式結構，實現全站的保護、測量、監視、控制等變電站綜合自動化功能。（4）監控系統采用全分布開放式結構，具有安全、可靠、適用、技術先進、經濟、便于擴充等特點。（5）變配電監控系統應適應現場環境的具體要求，并且滿足現場運行人員的操作習慣。該系統以手動優先，下層優先的方式，設置必要的硬件和軟件，使現場運行操作人員在各控制層、計算機控制與常規控制設備之間能方便快捷地選擇對設備的控制方式，并對無權控制的設備進行閉鎖。

2 系統總體設計

系統總體設計指導思想為“分散控制、集中管理、綜合監控、計量精確、高效可靠”。

本次整個系統的框架設計為信息采集層、信息處理層和站級層的三層網絡結構，（如圖1所示）各層協調工作，共同完成整體系統的工作。信息管理層設計為支持100M以太網的C/S與B/S以及.net相結合的結構，過層監控層采用西門子最先進的Profinet光纖以太網環網網絡，設備控制層采用Profinet和Modbus相結合的網絡，整個系統通過先進、高速穩定的網絡平臺，優良全面的設計共同為貴廠提供一個功能強大、技術先進、監測全面、計量明確、高效可靠、操作和使用方便的配電智能監控管理系統。推動企業生產管理的科學化，帶動工業的現代化，實現工廠生產“數字化”，建立“數字化工廠”，提高企業的市場競爭力。

變配電自動化監控系統設計的關鍵首先是系統結構，主要包括總體結構設計和子站結構設計，以下根據澄城卷煙廠變配電監控系統實際應用分別予以介紹。

澄城卷煙廠變配電監控系統功能規劃采用金字塔式三層體系結構，底層為智能配電系統信息采集層、中間層為智能配電系統信息處理層、頂層為智能配電系統站級層。

信息采集層是智能變配電監控系統的基礎。它由各個變配電室獨立的子系統組成，這些子系統按照功能和地理位置劃分，分別完成著不同變配電室的各類數據采集、監測及控制命令的執行。信息采集層是為信息處理層提供基礎數據，并完成實現信息處理層發出的操作指令等。

信息處理層是站級層與信息采集層的中間層。它接收信息采集層發來的各種設備狀態信息和設備電力數據等，并對這些數據進行分析、判斷、處理、結合站級層（或信息處理層操作人員）下達的指令（或設置的各類參數），發出操作指令到信息采集層，并將采集到的各種數據傳送給站級層。信息處理層主要功能是完成整個變配電監控系統的集中操作與監視，系統信息采集層操作站數量可以根據實際情況進行配置。