張小鋒

摘 要：近年來，變配電監(jiān)控系統(tǒng)已成為煙草行業(yè)必不可少的應(yīng)用系統(tǒng)。本文以陜西中煙工業(yè)有限公司澄城卷煙廠異地技術(shù)改造項(xiàng)目為基礎(chǔ)，闡述變配電系統(tǒng)在煙草行業(yè)應(yīng)用的重要性。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用對煙草行業(yè)變配電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行簡要的分析，從而更好地促進(jìn)變配電監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分散控制;集中管理;綜合監(jiān)控;計(jì)量精確;高效可靠

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)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(yè)有限公司澄城卷煙廠技改項(xiàng)目變配電監(jiān)控系統(tǒng)，利用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)軟件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了分散式數(shù)據(jù)采集，集中管理，綜合監(jiān)控的綜合變配電監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)滿足了設(shè)備的監(jiān)測要求，及時(shí)反饋監(jiān)測信息，提高了變配電管理水平。該變配電監(jiān)控系統(tǒng)具有性能可靠、功能齊全、操作直觀、維護(hù)方便、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 變配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

從實(shí)際情況來看，計(jì)算機(jī)技術(shù)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(jiān)控系統(tǒng)，自動化控制的遠(yuǎn)程監(jiān)控水平要求也更高。結(jié)合煙草行業(yè)實(shí)際應(yīng)用來說，變配電監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用頻繁，且應(yīng)用需求大，因此實(shí)際應(yīng)用中加大供配電自動化控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程距離，使操作更加簡單便捷，適應(yīng)多方面環(huán)境[1]。變配電監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)提高了工作效率，便于操作。電力變配電監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)器件，分布范圍廣，可以對局部和整體的監(jiān)控系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確且及時(shí)的搜集和檢測，給電力和運(yùn)行管理人員的工作提供了方便。此項(xiàng)技術(shù)不僅減輕了人力消耗而且大大提高了效率，還能夠?qū)⒆兣潆姳O(jiān)控系統(tǒng)的事故率降低，做到延長設(shè)備壽命[2]。

1.2 建設(shè)內(nèi)容及要求

根據(jù)陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠易地技術(shù)改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)，在聯(lián)合工房、動力中心、后勤服務(wù)用房建設(shè)四個(gè)低壓配電室。建設(shè)配套的低壓配電設(shè)備及變配電監(jiān)控系統(tǒng)了，變配電監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)總站，五個(gè)子站組成，并且融合到能源管理系統(tǒng)。

1.3 建設(shè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

陜西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司澄城卷煙廠易地技術(shù)改造項(xiàng)目建成后，每個(gè)子站變電所現(xiàn)場設(shè)人機(jī)界面操作監(jiān)控系統(tǒng)，在動力能管中心進(jìn)行總監(jiān)控，子站變電所現(xiàn)場實(shí)行無人值守。實(shí)施對高壓柜、低壓柜、環(huán)網(wǎng)柜、有源濾波柜、無功補(bǔ)償柜、變壓器、監(jiān)控屏以及直流屏等所有變配電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測及控制，實(shí)現(xiàn)以測、控、管、計(jì)量的自動化控制系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)、控分離，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，整個(gè)高、低壓設(shè)備層變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)都具備獨(dú)立的自控功能，并完成相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)分析及異常情況的預(yù)警。

澄城卷煙廠易地技改變配電監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目建設(shè)具體實(shí)施目標(biāo)如下：

（1）實(shí)施對高壓柜、低壓柜、環(huán)網(wǎng)柜、有源濾波柜、無功補(bǔ)償柜、變壓器、監(jiān)控屏以及直流屏等所有變配電設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測及控制，實(shí)現(xiàn)以測、控、管、計(jì)量的綜合自動化控制系統(tǒng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)、控分離，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，整個(gè)高、低壓設(shè)備層變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)都具備獨(dú)立的自控功能，并完成相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計(jì)分析，及異常情況的預(yù)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(wù)用房配電室監(jiān)控系統(tǒng)都具備獨(dú)立的自控功能。（2）整個(gè)變配電監(jiān)控系統(tǒng)采用光纖環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？刂浦髡静捎肧IEMENS S7 315-2PN/DP系列的PLC進(jìn)行控制，信息采集層各類輸入/輸出采用現(xiàn)場總線連接方式到達(dá)控制主站。該控制系統(tǒng)具有自動、手動及遠(yuǎn)程控制功能模式，確保系統(tǒng)準(zhǔn)確的在自動或手動狀態(tài)下精確測量各個(gè)檢測點(diǎn)的數(shù)據(jù)。對各個(gè)測控點(diǎn)的設(shè)備選型合理，保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動控制的可靠性、安全性及計(jì)量的精確度。（3）完全達(dá)到無人值班站規(guī)范要求，采用全分散式結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全站的保護(hù)、測量、監(jiān)視、控制等變電站綜合自動化功能。（4）監(jiān)控系統(tǒng)采用全分布開放式結(jié)構(gòu)，具有安全、可靠、適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、便于擴(kuò)充等特點(diǎn)。（5）變配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境的具體要求，并且滿足現(xiàn)場運(yùn)行人員的操作習(xí)慣。該系統(tǒng)以手動優(yōu)先，下層優(yōu)先的方式，設(shè)置必要的硬件和軟件，使現(xiàn)場運(yùn)行操作人員在各控制層、計(jì)算機(jī)控制與常規(guī)控制設(shè)備之間能方便快捷地選擇對設(shè)備的控制方式，并對無權(quán)控制的設(shè)備進(jìn)行閉鎖。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想為“分散控制、集中管理、綜合監(jiān)控、計(jì)量精確、高效可靠”。

本次整個(gè)系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)為信息采集層、信息處理層和站級層的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，（如圖1所示）各層協(xié)調(diào)工作，共同完成整體系統(tǒng)的工作。信息管理層設(shè)計(jì)為支持100M以太網(wǎng)的C/S與B/S以及.net相結(jié)合的結(jié)構(gòu)，過層監(jiān)控層采用西門子最先進(jìn)的Profinet光纖以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備控制層采用Profinet和Modbus相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)系統(tǒng)通過先進(jìn)、高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)平臺，優(yōu)良全面的設(shè)計(jì)共同為貴廠提供一個(gè)功能強(qiáng)大、技術(shù)先進(jìn)、監(jiān)測全面、計(jì)量明確、高效可靠、操作和使用方便的配電智能監(jiān)控管理系統(tǒng)。推動企業(yè)生產(chǎn)管理的科學(xué)化，帶動工業(yè)的現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)“數(shù)字化”，建立“數(shù)字化工廠”，提高企業(yè)的市場競爭力。

變配電自動化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵首先是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，主要包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和子站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以下根據(jù)澄城卷煙廠變配電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用分別予以介紹。

澄城卷煙廠變配電監(jiān)控系統(tǒng)功能規(guī)劃采用金字塔式三層體系結(jié)構(gòu)，底層為智能配電系統(tǒng)信息采集層、中間層為智能配電系統(tǒng)信息處理層、頂層為智能配電系統(tǒng)站級層。

信息采集層是智能變配電監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它由各個(gè)變配電室獨(dú)立的子系統(tǒng)組成，這些子系統(tǒng)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(shù)據(jù)采集、監(jiān)測及控制命令的執(zhí)行。信息采集層是為信息處理層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并完成實(shí)現(xiàn)信息處理層發(fā)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(fā)來的各種設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備電力數(shù)據(jù)等，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷、處理、結(jié)合站級層（或信息處理層操作人員）下達(dá)的指令（或設(shè)置的各類參數(shù)），發(fā)出操作指令到信息采集層，并將采集到的各種數(shù)據(jù)傳送給站級層。信息處理層主要功能是完成整個(gè)變配電監(jiān)控系統(tǒng)的集中操作與監(jiān)視，系統(tǒng)信息采集層操作站數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置。