基于工控组态软件的低压配电监控系统设计
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摘要：针对济宁全民健身广场低压配电管理自动化的要求，利用电力工控组态软件，设计一套具有人机交互界面的智能电力监控系统。在智能电力仪表、RS485总线和基于Windows操作系统的PC机构建的平台上，采用专业的EpSynall电力系统自动化组态软件进行二次开发，完成监控系统的设计。低压配电监控系统全程监测各电参量，在有跳闸或其他故障时报警，工作人员及时发现并排除故障进而确保供电正常，实现对低压配电的自动化管理。
关键词：组态软件；监控系统；低压配电
中图分类号：TP277 文献标识码：A
Design of Lowvoltage Distribution Monitoring System Based on SCADA Software
ZHANG Lei， BAO Hong， WANG Weile， GAO Junli
（School of Automation， Guangdong University of Technology， Guangzhou510006， China）
Abstract：Based on automation requirement of Lowvoltage distribution management of Ji’ning stadium，using electric SCADA software， designed out intelligent power monitoring system with a manmachine interface.on the platform of the building with intelligent electric meters，RS485 bus and Windows operating system， using the professional EpSynall power system automation configuration software， completed the design of low voltage distribution monitoring systems.The system monitore all the electric parameters， alarm in a trip or other fault， ensure that the power supply is normal， realize the automatic management of low voltage distribution.
Key words：SCADA software； monitoring system； Lowvoltage distribution
1引言
变配电站是电力系统中的重要环节，它的运行情况直接影响到电力系统的可靠、经济运行。而一个变电站运行情况的优劣，在很大程度上取决于其综合管理水平。在短期无法改善电网质量的前提下，利用电力自动化监控等技术手段，提前发现故障，迅速采取应急措施，是避免电力质量事故的有效办法[1]。从国内外电力系统的发展趋势来看，变电站综合自动化已是势在必行[2]。
组态软件是一种控制系统开发工具，用户可根据应用对象及控制任务的要求，利用组态软件提供的工具，以“搭积木”的方式灵活配置、组合各功能模块，构成用户应用软件[3]。
济宁全民健身广场是现代化的大型体育场馆，用于承办各种体育比赛，广泛开展各种群体活动，对配电系统提出了管理自动化的要求。为此，本课题采用工控组态软件设计低压配电监控系统。
2系统组网
系统以配电室为中心，采用分散、分层、分布式结构设计[4]。系统网络分为三层：现场控制层、通讯管理层和监控管理层，如图1所示。
现场控制层：所有低压智能监测仪表的进出线按一次设备对应分布式配置，在控制室集中组屏，各段相对独立，完成测量、报警、通讯等功能，同时具有动态实时显示电气设备工作状态、运行参数、故障信息和事件记录、保护定值等功能。低压智能仪表和保护装置与开关柜融为一体，通过RS485通讯口接入相应的底层RS485子网，将有关信息输送至通讯管理层，同时各个装置可完全不依赖于网络而独立完成对电气设备的监控。
通讯管理层：完成现场控制层和监控管理层之间的网络连接、转换，将现场实时数据和事件信息经系统网络上传到监测管理层，所有网络通信设备安装在控制柜内。此外，系统可通过交换机实现与其它自控系统的网络通信，达到信息资源共享，同时，监控系统还具备与智能模拟显示屏、变压器智能控制单元和智能直流电源系统等其它自动化系统和智能设备相连接的通信接口。
监控管理层：监控主机采用高性能工控机，所有后台监测设备安装在控制室，选用专业组态监控软件完成系统的监控功能。
图1监控系统网络
3系统软件设计
根据济宁全民健身广场的电网结构和用户需要，进行需求分析，确定所需要的监控参数，在确保低压配电监控系统网络安全稳定运行的前提下，选择合适的组态软件，进行二次开发。
组态软件的设计思想是面向对象的，模拟控制工程师在进行过程控制时的思路，围绕被控对象及控制系统的要求构造“对象”，从而生成适用于不同应用系统的用户程序[7]。组态软件采用北京太力公司开发的EpSynall系统软件。
3.1EpSynall
EpSynall是一个全开放的电力自动化系统开发平台，它是电力系统与工业自动化软件的有力结合。该软件符合相关电力标准及行业习惯，具有很好的易用性。EpSynall系统采用面向对象技术，以SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition监视控制和数据采集）和数据库管理系统为基本的系统框架，提供功能强大的面向发电厂自动化、变电站综合自动化、调度自动化、配电自动化、智能变配电自动化的系列产品，采用ADO、COM、TCP/IP等标准开放接口技术，可与各种电力系统自动化软件和电力MIS等进行无缝连接[3]。主要特点有：