维普资讯 http://www.cqvip.com 电力自动化 基于ＩｎＴｏｕｃｈ组态软件的变电站自动化监控系统 谢亚国 ，李军学 ，唐去克 （１．韶关冶炼厂设计室；广州中浩控制技术有限公司） ［摘要］ 介绍了Ｉｎｖｅｎｓｙｓ旗下Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的ＨＭＩ产品ＩｎＴｏｕｃｈ在变电站监控系统中的应用。 关键词Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ ＩｎＴｏｕｃｈ 变电站自动化监控系统 ０引言 电力变电站自动化监控系统（以下简称系统）是指 利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电 力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、 保护、控制、计量和供用电部门的工作管理有机地融合 在一起，改进供电质量，与用户建立更密切、更负责的 关系，力求供电经济性最好，企业管理更为有效。随着 现代工业的发展，变电站自动化监控系统已成为一种必 然趋势和发展方向。 １ ＩｎＴｏｕｃｈ软件在变电站自动化监控系统中的 应用 １．１供电系统概况 广东韶关某大型工厂供电系统要求有非常高质量和 高可靠性的电能供应，其２路１１０ｋＶ进线从不同变电站 引来为厂区供电。厂区内有２个１０ｋＶ变电所，以１０ｋＶ 铠装可移动式户内ＫＹＮ中置柜（配备施耐德微机综合继 保装置Ｓｅｐａｍ和ＰＭ８００电力参数测量仪表等系列产 品，各３８台）为骨干，以中压电缆为枢纽，成放射状拓 扑结构。１０ｋＶ经过干式变压器（配备智能温控仪，共４ 台）降压为０．４ｋＶ，供给低压配电系统。 １．２系统分析 １．２．１系统结构 系统采用分散、分层、分布式结构设计，按监控设 备单元划分、模块化设计，整个系统分为：系统管理层、 通讯管理层和现场设备层。 （１）系统管理层：由监控主机、大屏幕彩显、打印 机、以太网交换机等组成。以２台高性能的商业计算机 作为系统的监控工作站和通信服务器，选用专业组态监 控软件Ｉｎｔｏｕｃｈ９．５完成变电站监控系统人机界面监控操 作功能和数据库报表查询等管理功能，系统软件基于多 进程、多任务Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ中文操作系统，并配 备实时告警和报表打印机。 （２）通讯管理层：在通讯管理层，以多模光纤作为 通讯介质，以施耐德电气公司ＥＧＸ４００网关（本身带有 ２个光口）作为通讯管理机，以Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的Ｉ／Ｏ 收稿日期：２００７—０３—１ ２ Ｓｅｒｖｅｒ为驱动完成现场设备层和系统管理层之间的网络 连接、转换和数据、命令的交换。系统为了与底层设备 进行数据交换，根据现场监控设备的配置，在每个站需 要处理ＭＯＤＢＵＳ ＲＴＵ协议和变压器智能温控仪通讯协 议。而系统中采用ＭＯＤＢＵＳ ＲＴＵ协议的智能设备比较 多，例如ＳｅＰａｍ和ＰＭ８００。不同协议的设备使用 ＥＧＸ４００不同的接口，在同一条ＲＳ一４８５总线中，不同 设备设定不同通讯地址以方便系统访问。考虑到数据的 实时性要求，每条总线的速率要求为１ ９２００ｂｉｔ／Ｓ。 ＥＧＸ４００网关的作用就是将不同速率、不同通讯协议的 各条现场总线的信号统一转换为以太网通用的ＴＣＰ／ＩＰ 协议，以１ ０Ｍ／１ ００Ｍ自适应的速率在通讯管理层进行数 据交换。由于ＴＣＰ／ＩＰ协议是标准的、开放的，所以对 于监控计算机来说这部分的通讯是“透明”的。 （３）现场设备层：利用ＥＧＸ４００本身自带的２个ＲＳ一 ４８５接口将变电站内智能设备的ＲＳ一４８５现场总线集中 起来，将不同协议转换成ＴＣＰ／ＩＰ协议，再与上位机进 行信息交互。所有监控设备相对，按一次设备对应 分散、分布式配置，就地安装在开关柜内，完成保护、控 制、监测和通信等功能。监控装置与开关柜一次设备融 为一体，构成智能化开关柜，经ＲＳ一４８５通信接口接入 现场总线。 （４）变配电信息通过现场设备层进行分散采集和就 地显示，经过通讯管理层的协议转换，最终由系统管理 层实现集中管理，实现真正意义上的现代化“透明电 力”。 １．２．２软件设计 系统软件按照功能划分为两大部分：监控部分及数 据库部分。 监控部分包括人机界面监控软件、后台控制软件、 协议转换软件。监控软件以Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司的Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ操作系统为软件平台，以Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ 公司的ＩｎＴｏｕｃｈ及Ｉ／０ Ｓｅｒｖｅｒ为平台对人机界面软件、 后台控制软件和协议转换软件进行二次开发。本监控界 面采用图形及文字相结合的导航模式，分为实时信息监 控、实时告警及事件记录。 数据库部分包括实时／历史曲线、报表、趋势以及 告警。数据库同样以Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的工业数据库 ＩＮＳＱＬ Ｓｅｒｖｅｒ为平台进行二次开发。使用此数据库软件 可以对任何时间、任何设备进行实时或历史数据的查 电工技术Ｉ ２００７ Ｉ ５期Ｉ １５ 维普资讯 http://www.cqvip.com 一 囊 电力自动化 损率３％左右。 询，并生成各种Ｅｘｃｅｌ报表，满足不同层次的管理人员 的需要。根据实时或历史数据，还可以生成各种曲线，并 对用电趋势进行分析。另外，任何的系统告警都存储到 数据库，并以弹出对话框、声音报警及实时打印告警条 相结合的方式提醒管理人员注意，并采取相应措施。 ［ｎＴｏｕｃｈ在系统中主要完成的功能有：通过计算机 网络将变电站内的各种智能设备组成一个完整的分布式 计算机系统，并与调度中心计算机联网；主接线图、分 接线图的动态实时显示；智能设备系统图的动态实时显 示；测量参数（如电压、电流、功率、频率等）和状态 的详细显示；智能设备情况的详细显示；断路器和刀闸 （３）提高设备管理水平。系统的效益很大程度上还 体现在变配电设备管理上。比如设备检修，如果没有相 应的变电站自动化监控管理系统，所有设备按一定期限 定期检修，其工作量巨大，耗费大量人力物力，电力自 动化系统的使用可以使设备检修的针对性更强。变故障 修为状态修，变人工巡检为自动故障保修，减轻维护人 员的劳动强度；减少操作人员；增强电力系统的免维护 性。通过对负荷的监控，合理分配负荷，还可以最大限 度地保护供电设备投资，有利于提高设备的安全和健康 水平，延长使用寿命。 的操作及防止误操作的联锁逻辑；保护整定值的显示和 远程修改；变电站设备的调整；参数报警的动态实时显 示和声音报警；报警列表显示和报警记录；事件显示和 事件记录，包括操作记录；历史数据记录和显示，主接 线图；断路器的操作记录；打印各种报表；其他特殊 要求的记录和显示。 １．３系统实施效果和经济性分析 Ｓｅｐａｍ ８０系列 Ｓ高端产品ｅｐａｍ Ｓ高端产品 高端品Ｏ莉 用于全面的应用方案 用于全面的应用方案 图１系统结构图 （１）提高供电质量。使用系统可提高供电的可靠性。 实现变电站自动化监控，可减少故障次数，缩小事故范 围，缩短事故时间，为恢复供电、快速分析、诊断、报 告事故原因提供有效的依据。 （２）降低网损。根据国内变电站自动化监控系统运 行的成功经验，通过电压和无功优化控制，可以降低网 图２在ＩｎＴｏｕｃｈ中开发的典型画面 １ ６ Ｉ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ Ｉ电工技木 （４）提高用电管理水平。系统提供了一套科学化的 用电管理手段，可以准确、及时地提供实时的数据和信 息；可以直观地监视电力设备的运行情况，方便地控制 计划停电、供电，实现总体控制。为用户调整用电峰谷 时段，提供有效的依据。做到值班电工通过电脑画面实 时监视系统的运行状况；检修电工根据画面的预警提示 有针对性的对设备进行保养、检修；电气工程师通过系 统报表和分析曲线制订保养、检修、整改计划；管理者 代表可根据详细的电量统计报表核算、控制生产成本； 为企业ＥＲＰ提供充足完整的数据信息。在不增加人员成 本的基础上，大大提升了管理水平。 （５）节省人员成本。系统使得电气人员职责更清晰、 层次更分明、分工更具体，对运行、检修人员要求少而 精，系统投入使用比没有进行自动化改造前可节省１／３ 人员。 ２选型原则 慰＝土，，Ｊ、 美国Ｗｏｎｄｅｒｗａｒｅ公司的［ｎＴｏｕｃｈ是目前世界上最 优秀的人机界面软件之一，世界销售量占第一位，在变 电站自动化监控系统中已被广泛采用。选购［ｎＴｏｕｃｈ应 按测控点计算（除了Ｉ／Ｏ点，还包括中间内存点），一般 小型变电站可以选用１ ０００点的，中大型变电站应选用 ３０００点或无限点的。 ３结束语 在变电站自动化监控系统中采用［ｎＴｏｕｃｈ组态软件 作为监控软件，使整个系统具有实用性、安全性、可靠性、 稳定性和开放性，友好的人机界面使操作人员易学易用。 整套系统已在国内多个变电站使用，如广州宝洁黄埔厂、 广东汕头庐山开关站、南京理工大学、上海松江供电局、 韶关冶炼厂、广州新塘水厂等，效果反应良好。 参考文献 【１】马国华．监控组态软件及其应用．北京：清华大学出版社出版， ２０Ｏ１ 【２】倪呈．工业组态软件的产品对比及发展趋势棚０控技术２∞０． １ ９（９）：３８－４０ 【３】孙浩，薛兴昌，肖正宇．工业控制组态软件的发展现状及应用． 冶金自动化１９９６（６）：１３～１５
