低压配电系统中工控组态软件的应用与方案
作者：舜通智能 来源：http://www.sitcsys.com/ 发布时间：2014-11-18
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QTouch电力电气监控组态软件，完美的结合了通用组态软件和电力专业技术，是使用先进的计算机软件编程技术开发的专业电力系统自动化的组态软件，适用于县级调度自动化、集控站自动化、变电站综合自动化、电厂电气监控（ECS）、企业供配电自动化、水电站综合自动化及楼宇配电自动化等主站系统。
该系统的数据采集及转发模块内置多种行业和国际标准规约，如CDT规约，DNP3.0规约，IEC870-5-101/102/103/104规约，SC1801规约，Modbus/Jbus（RTU/ASCII/TCP）规约，多功能电度表规约、CANBus规约、LonWorks规约等，配置操作简单。
QTouch电力版专业电力电气监控组态软件是一个专业的、稳定可靠的、完善的电力SCADA平台，除了完成数据处理、数据统计计算、事件报警实时/历史记录、专业报表、打印管理、监控界面、实时历史负荷曲线/棒图、用户权限管理、电力操作习惯（遥控、遥调、复归、闭锁等）、双网结构支持等常见功能外，还支持一下扩展：
1、专业的实时及历史数据库的定义及表达工具；
2、支持面向变电站一次间隔（回路）对象的实时数据库建模；
3、保护设备定值管理独立模块；
4、事件报警管理独立模块；
5、电能量计费管理独立模块；
6、录波操作票管理模块；
7、数据转发管理模块；
1.1 总体体系结构
该自动化系统总体上采用分层分布式体系结构，按照纵向分为远程管理层、设备控制层和现场设备层三大部分，如图1所示。
1.1 远程管理层
管理层是由四台计算机和一台打印机组成。其中两台计算机作为数据服务器，并且互为冗余架构，正常情况下主站工作从站实时监测主站状态，当主站出现故障时，从站可以迅速切换保证整个系统更符合电力行业对数据稳定性的要求。
QTouch电力版专业电力电气监控组态软件实现对配电设备的遥控、遥调、遥信、遥测，四遥功能，具有友好的人机界面，操作简单快速，配置直观简便。在上位机上不仅可以看到所有的电参数(三相电压、电流、功率、电能等)、线路运行参数、开关(分合闸)状态；而且可以通过上位机对各种配电设备进行控制操作，例如：智能断路器的分合闸操作、整定参数的设定修改、电动机的起停、正反转以及速度的设定修改，操作简单快速。各种故障报警、趋势曲线、数据报表，操作记录能在屏幕上清楚的显示，减轻了工作人员的工作强度；同时对电能质量和设备故障及时检测、分析，使值班人员能在事故初始阶段及时处理，减少电网事故造成的损失，是现代配电自动化的最佳选择。
考虑到系统安全性，特别单独设立一台WEB服务器，用于远程客户浏览。客户可以通过Internet网络直接输入WEB服务器IP地址即可随时浏览到现场实时画面、报表数据、趋势曲线等。同时单独设立WEB服务器也避免了网络病毒及黑客对数据服务器的直接攻击，WEB服务器可加装防火墙，并且该软件具备用户授权机制，只有具备权限的用户才可以登录到服务器。
考虑到电力行业的特殊性，单独配备一台事件报警服务器，主要用于记录系统运行日志以及系统报警记录，可以实时聚合来自分布式系统的信息，为系统维护人员提供全面准确的系统实时运行信息，并且支持实时打印输出。
1.2 远程管理层
设备控制层使用通信管理机QT242，并且采用硬件冗余架构，这样设计更能符合电力现场对稳定性的要求。QT242是一个容错(冗余)的服务器设备，它可以明显地减少停机生产的危险。 当发生错误或故障时进行无扰动的切换，即未受影响的热备控制器将在中断点继续执行控制而不丢失任何信息。
1.3 现场设备层
现场设备层主要由智能电能表、电度表、通信模块和通信线组成。根据现场需求所有现场设备均可通过RS485总线或以太网方式将数据送到设备控制层的QT242。包括三相电流、三相电压、有功功率、无功功率、功率因数等四遥数据。
1.4 工业以太网
整个系统的通信方式采用工业以太网方式，工业以太网是为工业应用而专门设计，是一种遵循IEEE 802.3国际标准的开放式、多供应商、高性能的区域和单元级网络。该工业以太网按照通信速度分为工业以太网和快速工业以太网两类，通信速度分别为10Mbit/s和100Mbit/s. QTouch电力监控软件为我们提供实现这一功能的条件，在此软件平台上组建QT242设备，在设备控制层上对每台设备进行了地址编排，可以很清楚的知道设备的物理地址，方便故障查询、线路维修。
2.QTouch电力监控组态软件
QTouch电力监控系统不仅拥有一个专业的、稳定可靠的、完善的电力SCADA平台(四遥数据采集与处理、数据的二次实时统计分析计算、事件报警实时/历史记录、专业报表、打印管理、监控界面、实时历史负荷曲线/棒图、用户权限管理、电力操作习惯(遥控、遥调、复归、闭锁等)、双网结构支持等等)，且拥有专业的实时及历史数据库的定义及表达工具,支持面向变电站一次间隔(回路)对象的实时数据库建模。
系统具有多种独立的功能模块，如保护设备定值在线管理、事件报警管理、电能量实时采集管理、录波数据管理、操作票、数据转发管理、关系数据接口模块，支持基于EXCEL插件的运行、生产报表等，这些特色将为您定制客户化的电力监控系统提供极大的便利。
QTouch电力监控软件从系统到设备层的双网双机冗余设计，最大程度上保证了系统的可靠性，面向设备建模的实时数据库，使系统更符合实际。
1）模拟量（遥测），包括功率、电流、电压、变压器温度、系统频率等，采集支持滤波、量程转换、报警死区判别及上下限、上上限、下下限报警处理。
2）数字量（遥信），包括开关位置、刀闸开合信号、事故总信号、变压器抽头位置、微机保护动作信号、以及设备工作状态、通道工作状态等。采集处理支持数据变化事件触发模式，遥信变位可人工设置由分到合、由合到分、双向报警，以及正常变位操作、事故跳闸等多种方式。
3）保护定值，与微机保护设备直接通讯，进行保护定值的在线管理。
4）遥控遥调，包括分/合闸，调节变压器分接头、电容器电抗器投切、机组投切和出力调节等遥控操作有进行双编号校核、权限验证、操作闭锁/恢复等安全机制，操作过程分预操作、校核返回、确认执行、执行结果返回等。
在实时数据库容量支持到10000点时，基本保持以下系统指标：
系统使用寿命≥10年；
系统平均无故障时间：系统MTBF≥30000小时；
遥测量：遥测合格率≥99.9％；
开关量：遥信正确率 ≥99.9％；
遥控、遥调正确率为100％；
CPU负载：正常情况下负荷率≤15%（任意5分钟内平均）；事故情况下负荷率≤35%（任意1分钟内平均）；
遥信变化送到主站 ≤1.5秒；
遥测量送到主站 ≤1.5秒；
遥控命令 ≤1.5秒；
画面调用时间 ≤1秒；
画面刷新周期： ≤1秒；
SOE分辨率：1ms
目前，智能化、网络化、模块化已成为配电系统的发展趋势，QTouch电力监控组态软件的应用，具有很强的通用性和灵活性以及较低的成本，可以大大提高故障诊断率，降低维护成本，便于管理，应用前景十分广阔。
