SCADA(电力监控)系统介绍课件

SCADA（电力监控）（电力监控）系统介绍系统介绍SCADA（电力监控）系统介绍概概 述述2024年5月17日2 SCADA又称远动（Supervisory Control And Data Acquisition），其定义是：监控和数据采集。远动就是应用远程通信技术对远方运行设备进行监视和控制，以实现远程信号、远程测量、远程控制和远程调节等各项功能。远动技术是随着生产过程自动化程度的日益提高而发展起来的，是自动化技术与远程通信技术在电力生产上的有机结合。概 述 2023年8月3日2 SCADA又称远2024年5月17日3一、远动系统的特征一、远动系统的特征（一）远程性远动系统远程性表现在系统使用了通讯技术。（二）实时性实时性：是指数据采集能及时反应到调度所；调度所的控制命令也能及时下达到控制对象。远动技术是一门综合技术，它是应用电力技术、计算机技术、现代通讯技术在供电系统中的应用。2023年8月3日3一、远动系统的特征 二、二、远动系系统的功能和的功能和优越性越性（一）远动系统的功能1.遥控。调度所对远方变电站的被控对象（如开关等）进行操作。2.遥测。将变电站的被测对象（如电流、电压等）传送到调度所。3.遥信。将变电站的被控对象（如开关位置信号等）传送到调度所。4.遥调。调度所对远方变电站的被控对象的工作状态和参数（如变压器的输出电压等）进行调整。其他管理功能：报表管理、事故回放、故障分析、信息管理、技能培训等。2024年5月17日4 二、远动系统的功能2024年5月17日5 （二）远动系统的优越性（二）远动系统的优越性 集中监控，提高安全运行水平。及时了解事故的发生范围，加快事故处理。1.集中控制，提高劳动生产率和操作质量。2.经济效益显著，减少运行费用。2023年8月3日5 （二）远动系统的优越性 2024年5月17日6 系统由控制中心调度系统、牵引降压混合变电所综合自动化系统、降压变电所综合自动化系统及通信通道构成，其中通信通道由地铁通信系统提供。电力监控系统实施对全线上述变电所主要供电设备及接触网电动隔离开关的监控，完成调度所对全线供电系统的运行及维修调度管理。在车辆段供电检修车间调度室内设置一套供电复示系统，通过与控制中心电调系统远程通信完成对供电系统的复示功能，用于检修调度管理。控制中心选用DSC-9000U自动化系统，变电所综合自动化系统采用NDT650变电所综合自动化系统。系统构成与功能系统构成与功能 2023年8月3日6 系统由控制DSC-9000U自动化系统2024年5月17日7一、系统构成一、系统构成 控制中心调度系统设备包括三层以太网交换机两台、两套系统服务器、两套调度员工作站、一套系统维护工作站、一套web服务器、两套打印服务器、四套网络打印机及其它网络连接附件构成；并且满足与其他系统的互联互通要求。控制中心调度系统的局域网络采用双以太网结构，互为热备用。网络结构采用总线型结构，配置以太网交换机。网络采用国际标准化的、成熟、可靠、通用性强的TCP/IP网络协议。DSC-9000U自动化系统2023年8月3日7一、系统构成2024年5月17日8 系统网络采用双网对等工作方式，正常情况下双网同时工作，并可根据需要分担不同的数据传输，当某一网络故障时，系统给出报警信息，并由非故障网络承担全部的数据传输。主服务器分别通过双网卡挂接在双网上，两台主服务器自身完成双网络路由功能；两个调度员工作站均挂在双网上，分别与两个主服务器通过双网交换信息。由于两个调度员工作站的功能是平等的，当任一网络或任一调度员工作站出现故障时，仍能保证系统可靠运行。2023年8月3日8 系统网络采用双网对等工作方2024年5月17日92023年8月3日92024年5月17日10 1、系统服务器、系统服务器 控制中心调度系统配置两台主服务器，两台主服务器冗余配置、对等工作方式，通过网络管理软件和网络适配器连接网上设备。两个主服务器定时进行工作状态的在线检测，在一台主服务器故障情况下进行自动切换。主服务器的主要功能：一是管理维护控制站局域网的全局配置文件，接收来自局域网内各其它接点的信息；二是遥控、遥信、遥测处理；三是保存并维护有关电力监控系统运行所需的全局数据和对历史数据的管理，并对调度端客户机提供数据服务；四是完成调度文档管理、统计报表生成制作；五是定时任务管理。2023年8月3日10 1、系统服务器2024年5月17日11 2、调度员工作站、调度员工作站 用于调度人员的日常控制、监视、和调度管理工作。3、系统维护工作站、系统维护工作站 用于维护系统软件、定义系统运行参数、定义系统数据库及编辑、修改、增扩人机界面画面等工作；并同时具有网络管理功能，对全线网络设备进线设置和管理。当两台调度员工作站故障时，可作为备用临时替代调度员工作站使用。4、WEB服务器服务器 WEB服务器负责向外部发布SCADA运行信息，通过与主服务器网络通信接口读取主服务器内监控系统的实时数据,并且以自己的特有的存储形式优化存入数据库，以便于数据的快速读取。2023年8月3日11 2、调度员工作站2024年5月17日12 二、系统功能二、系统功能 控制中心监控系统可以实现沿线所有变电所所内电压、电流、功率、电度量和开关量等信息的采集，实现对全线变电所所内设备工作情况的监视与全线各所电力设备的监控工作。在正常情况下，由控制中心电调操作工作站实现电力设备的控制工作，如控制开关及刀闸的合/分，变电所监控工作站只进行监视功能。当维护和调试时，控制中心下放控制权，由变电所监控计算机实现所内设备的控制和维护功能。1、通信功能、通信功能 系统服务器通过通信专业提供的以太网通道采集全线变电站综合自动化系统采集的所内电气设备信息。通信专业提供的以太网通道为两个，采用主备工作方式。正常运行时中心监控系统通过一个通道与综自系统通信，当通道故障时，中心系统自动切换到备用通道与所内综自系统通信。2023年8月3日12 二、系统功能 2024年5月17日13 2、数据采集与处理、数据采集与处理 2.1 数据采集 控制中心监控系统实时采集的信息包括：模拟量、状态量、控制量。2.2 数据处理 信息采集后需在监控计算机进行显示，由计算机监控系统软件完成数据的处理工作。3、采样数据的显示和查询、采样数据的显示和查询 4、控制操作、控制操作 4.1 单控功能 4.2 程控功能 4.3 操作闭锁与解锁功能2023年8月3日13 2、数据采集与处理 2024年5月17日14 4.4 遥控试验功能 遥控试验用于测试调度系统至变电所综合自动化系统之间的可靠性，不对实际控制对象进行操作。4.5 接地、检修挂牌功能 系统提供挂地线操作、挂检修牌操作等挂牌操作，系统自动对挂牌对象实现闭锁操作。4.6 防误操作功能 系统自动闭锁不符合电力调度操作规程的不安全操作。5 报警功能报警功能 6 系统权限管理功能系统权限管理功能 6.1 使用权限管理 6.2 控制权限管理2023年8月3日14 4.4 遥控试验功能2024年5月17日15 电力监控系统实现3级监控，即中心级、车站级和设备就地级。三级控制方式(远程控制、所内盘上集中控制、设备本体控制三级控制方式)正常时由控制中心实施监控功能，此时站内监控计算机将闭锁控制功能，在紧急情况必须等到控制中心将控制权下放，此时控制中心失去控制权限，由站内监控计算机实现控制功能 ，控制中心和车站之间控制权的转换由双方确认后完成。通过上述方法实现远方和所内控制操作的互锁，达到同一被控设备由一方实施遥控。正常运行时采用远动控制，当设备检修时，采用所内集中控制或设备本体控制。在开关柜上设当地/远方选择开关，对于接触网电动隔离开关，在综控屏上设置当地/远方转换开关和相应的合分闸开关。2023年8月3日15 电力监控系统实现3级监控2024年5月17日16 7、报表及统计功能、报表及统计功能 8、数据库管理功能、数据库管理功能 9、培训功能、培训功能 10、汉化功能、汉化功能 11、软件在线编辑、维护、修改、扩展功能、软件在线编辑、维护、修改、扩展功能 12、系统容错能力、自诊断、自恢复功能、系统容错能力、自诊断、自恢复功能 13、通道及网络管理功能、通道及网络管理功能 对基础设备采集量的修改、人机界面更改、硬件参数配置及对网络设备的统一管理设置。14、系统时钟同步功能、系统时钟同步功能 15、系统复示功能、系统复示功能 2023年8月3日16 7、报表及统计功能 2024年5月17日17 三、系统基本监控界面三、系统基本监控界面 2023年8月3日17 三、系统基本监控界面NDT650变电所所综合自合自动化系化系统2024年5月17日18 一、系统构成一、系统构成 车站级监控系统采用国电南自生产的NDT650变电所综合自动化系统，采用分层分布式结构。系统分为三个部分：站级管理层，网络通信层，间隔设备层。站级管理层为设置在综控屏内的SCADA操作员站、便携式维护计算机、冗余热备的通信管理装置。NDT650变电所综合自动化系统 2023年8月3日18 2024年5月17日19 间隔层包括分散安装于供电一次设备中的各种微机保护测控单元、信息采集设备以及采用硬接点输出的现场设备。设备包括400V及35kV交流保护测控单元、1500V直流保护测控单元、变压器温控器、微机测控单元、杂散电流监控单元、交/直流屏、上网隔离开关、负荷开关等。各厂家的智能装置由国电南自提供的网络通信服务器进行接口及规约的转换，实现与变电所综合自动化系统的接口，其它硬接点信号可由智能测控装置进行采集，并由其实现对接触轨隔离开关等的控制功能。网络通信层即为所内通信网络和接口设备，间隔单元通过所内网络通信层与站级管理层进行数据交换。2023年8月3日19 间隔层包括分散安装于供电2024年5月17日202023年8月3日202024年5月17日21 1、站级管理层、站级管理层 系统站级管理层包括控制信号盘及安装于控制信号盘内的通信管理机、交换机、一体化监控计算机、用于维护的便携式计算机等设备构成。1.1 通信管理机通信管理机 通信管理机是变电所综合自动化系统的信息中心，对变电所内各种设备的信息进行采集处理，形成标准的信息并通过数据通道传送到变电所监控计算机和综合监控系统。通信处理机采用可靠性高，处理能力强，实时响速度快的专用工业控制装置。2023年8月3日21 1、站级管理层2024年5月17日22 1.2 一体化监控计算机一体化监控计算机 正常情况下，电力设备的监视和控制由控制中心监控系统完成，在维修或紧急情况下，控制中心下发工作权限给变电所一体化监控计算机实现监控功能。在变电所一体化监控计算机上可进行本站电力设备的监控及相邻站相关设备的运行信息等。1.3 交换机交换机 网络交换机用于综控屏设备接入；35kV测控单元，直流柜测控单元等的接入与上传到综控屏。2023年8月3日22 1.2 一体化监控计算机2024年5月17日23 1.4 模拟器模拟器 系统配置输入、输出、测量等功能的便携式模拟器。状态量模拟输出：16路开、关信号，为刀闸接点；脉冲量模拟输出：16路开、关信号，可选OC门或继电器接点；遥控量模拟输出：16路跳、合闸信号，1路复位信号；模拟量模拟输出：8路电压、电流模拟量输出；电压量范围 0-10V（4 1/2位数字显示）；电流量范围 0-20mA（4 1/2位数字显示）。2023年8月3日23 1.4 模拟器2024年5月17日24 1.5 综控屏综控屏 盘上安装有站控主单元、一体化监控计算机、测控单元、网络交换机等设备。综控屏上还装设分合闸继电器、所内及所间联锁继电器、越区隔离开关联锁远动解除继电器、信号输入隔离中间继电器以及用于功能扩展的继电器等，并设置两个带锁的当地/远方转换开关，6个带合/分信号指示灯的合/分按钮，用于对牵引降压混合所4个馈线电动隔离开关，2个越区电动隔离开关的控制。遥控、遥信功能通过配置的微机综合测控装置实现。具有跟随式变电所的变电所信号盘设置跟随所负荷开关控制命令输出继电器。2023年8月3日24 1.5 综控屏 2.远程通信远程通信通信管理机各主机单元中分别提供2个独立的以太网接口，互为备用，通信传输速率100M bps，分别连接到SCADA系统主干通信双环网上。正常时，主通信接口处于工作状态，当主通信以太网接口或主通道故障时，自动起动备用通信以太网接口，使用备用通道。2.远程通信2024年5月17日26 3.所内监控网络所内监控网络 3.1 网络通信服务器网络通信服务器 网络通信服务器用以将其他厂家的智能设备接进NDT 650牵引变电所综合自动化系统。网络通信服务器可以在底层物理接口和到高层应用规约的各层次上进行双向的规约转换，让各种具备通信接口的智能设备在NDT 650站内网上映射成一台虚拟的兼容装置。网络通信服务器在硬件和底层软件（操作系统，驱动程序）上均具有较丰富的资源，具有4个RS-232/485串行接口和3个10M以太网接口（光接口或电接口），可用在需要转换的设备比较多的场合，也可以用于单网到双网的转换。通信服务器具有丰富的规约库，支持规约上百种。通信服务器与间隔层智能通讯设备采用RS485通信方式相连。2023年8月3日26 3.所内监控网络2024年5月17日27 4.间隔层间隔层间隔设备层包括接入变电所综合自动化系统的分散安装于供电设备就地的微机保护测控单元、信息采集单元等装置。间隔层设备通过与一次开关设备、CT/PT设备接口，完成对所内供电设备的控制、监视、测量及保护功能。间隔设备层还包括安装在综控屏里的微机测控单元。微机测控装置在电气上由各种模件构成，通过选配不同的模件实现完备的交直流测量、开关量采集、脉冲计数、控制、与智能设备及上位机通信等功能。电源模件 CPU模件 开入采集模件 开出控制模件 2023年8月3日27 4.间隔层2024年5月17日28 对于能够提供光纤以太网接口的设备直接通过光纤接入所内光交换机；对于不能提供光纤以太网接口的设备增加接口转换装置，对于单种类型设备数量较多的，如0.4kV开关柜、35kV开关柜、DC1500V开关柜，采用同种设备组成现场总线网，再通过接口转换装置接入所内光交换机的方式。对于不宜设置下位监控单元的开关设备，如接触网上网电动隔离开关等设施，由控制信号盘的上位监控单元直接监控或通过PLC接入所内光交换机。2023年8月3日28 对于能够提供光纤以太网接谢谢！2024年5月17日29 谢 谢！2023年8月3日29