基于MCGS的10KV配电监控系统的设计

1前言随着我国信息化技术的发展及安全稳定性要求的提高。在10KV配电系统中，采用智能信息化监控系统能在系统稳定及安全问题上起到举足轻重的作用。目前，10KV配电系统应用的户外高压开关（负荷）设备基本为手动，操作时间长、劳动强度大、管理难度高，由于其本体质量问题或在恶劣的气候环境下，操作时存在一定的危险。针对此现状，有些变电站采用红外线或高频无线电密码技术就地遥控高压开关，但缺点是控制距离仅仅一百米之内，且仅限于高压开关单一的分、合闸功能操作；有些地方用电力载波或用自设电台的专用频率远程遥控高压开关，但因外界干扰多，维护工作量大，实际运行可靠性低。近些年来正在试验推广的布设光缆传输网络、配置馈线自动化远程终端控制器等10KV配电自动化工程，由于投入资金大、建设周期长、存在问题多而进退维谷。本文探讨基于MCGS的10KV配电监控系统的设计，以解决此类生产运行问题，提高10KV配电系统的智能化程度。MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件，监控组态软件是面向监控和数据釆集的软件平台工具，具有丰富的设置项目，使用方式灵活，功能强大。作为一种用户无需改变运行程序原代码的软件平台工具，为实现工业控制免去了大量烦琐的编程工作，在各个工控领域逐步展示了其独特的优势并日渐成熟。近年来，工控组态软件被逐渐应用到煤矿等监控系统中，收到了良好的效果。MCGS是国内比较流行且运行比较可靠的几种工控组态软件之一。正因为操作简便、可视性好、可维护性强、高性能和高可靠性等特点，在自动化领域有着广泛的应用。2目录前言...................................................................1摘要...................................................................3第一章绪言..............................................................41．110KV配电监控系统简介..............................................41．210KV配电监控系统国内外发展情况....................................41．310KV配电监控系统发展趋势..........................................6第二章MCGS简介..........................................................72．1MCGS的定义.......................................................72．2MCGS的发展阶段...................................................72．3MCGS的整体结构...................................................82．4MCGS的软件结构...................................................82．4．1组态过程.....................................................82．4．2主要功能.....................................................9第三章实验研究.........................................................103．1基于MCGS的10KV配电监控系统的目的..............................103．2基于MCGS的10KV配电监控系统的基本功能..........................113．3基于MCGS的10KV配电监控系统的控制要求..........................133．4设计基本概况....................................................143．5基于MCGS的10KV配电监控系统设计过程............................153．6基于MCGS的10KV配电监控系统设计总结与展望......................21参考文献................................................................223摘要变电站中，供配电监控系统是整个变电站的命脉，它对变电站内各用电设备进行集中监视和管理。变电站供配电监控系统是利用计算机技术、通讯技术、传感器技术等对电力设备正常运行及故障运行进行监测、保护、控制的系统。该系统具有自动化程度高，可靠性高、可操作性强和扩展性强等特点，能适应各种变电站对配电设备的要求。本文就某10KV配电系统一段进行监控。将MCGS组态软件应用到配电监控系统中，利用MCGS组态软件功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。[关键词]MCGS组态软件；动态化；定义数据对象；数据收集；动态显示4第一章绪言1．110KV配电监控系统简介电力监控系统由监控柜和监控计算机两大部分组成。监控柜中装有各种变配电设备的监测单元和控制系统电源等，它通过二次信号线与低压柜等设备相连，对低压配电柜中所有的框架断路器的运行/故障状态进行实时监测，并采集这些设备的电压、电流等电参数；监控计算机既是人机对话的界面，又对监测的中低压设备信息和数据进行存储、管理和处理。根据各设备的不同功能，电力监控系统具备的基本功能有如下几种：一、电力监控系统的监测功能（1）对变压器的监测：通过现场总线采用通讯方式，电力监控系统监测变压器温控器输出的温度信号、超温报警信号、故障报警信号等。（2）对变电室内EPS的监测：通过现场总线采用通讯方式，电力监控系统监测EPS巡检仪采集的市电输入电压信号、EPS输出电流信号、市电频率、逆变器故障报警信号、电池欠压保护信号、充电器状态信号、主电及充电报警信号等。（3）对10kV配电柜的监测：监测进线柜和馈出柜的三相线电压、三相电流、零序电压、零序电流、频率、功率因数、有功电度、无功电度、断路器状态、手车工作位置、手车试验位置、弹簧储能、接地刀状态、远方/就地信号、超温报警信号、过流保护动作信号、速断保护动作等；二、电力监控管理系统的优点如下（1）节能效果显著；（2）自动记录运行参数、故障报警和操作内容；（3）智能化程度高，可无人或少人值守，节省人工；1．210KV配电监控系统国内外发展情况国际上现流行的供配电监控管理系统和配电自动化主要是针对中低压系统而言的5(称为馈线自动化)。供配电管理自动化是一个信息收集和处理的系统，将现代计算机技术和通信技术应用在供配电系统监视和控制上。20世纪80年代，日本已经完成了计算机系统与供配电设备相配合的供配电自动化系统，并投入运行于主要城市的供配电网络上。20世纪90年代，韩国也完成了局部供配电系统的馈线自动化，建立了自己的供配网自动化实验网络。供配电管理自动化是近几年发展起来的新兴技术，欧美和日本等发达工业国家也下大力气推广该技术，而我国这一技术才刚刚起步。目前，我国的供配电网还很落后。近几年，一些地区发生电网事故导致重要用户停电，其主要原因是:电网结构薄弱、可靠性低、自动化程度低以及管理不善。加强电网建设、配电网建设，强化输电网是当务之急。因此，对供配电系统设备的改造监控和实现供配电自动化成为急待解决的问题。近几年来，在变电站继电保护中已经用可编程控制器(PLC)代替了传统的继电器，实现了利用PLC构成自动重合闸装置的控制系统，可以克服传统控制方式的不足，并且具有连线简单，工作可靠，便于调试、调整和维护，还可以和计算机联网进行远程集中控制等优点，提高了系统的可靠性，使系统的控制功能更加完善，控制精度进一步提高。在目前的很多自控系统中，常常选用PLC作为现场级的控制设备，用于数据采集、状态判别和输出控制，而在系统上位机上利用工控组态软件来完成工业流程及控制参数的显示，实现生产监控和管理等功能，具有实施性好，速度快，可靠性高，运行稳定，调节灵活等优点。组态软件的人机界面友好而直观，而且具有一定的灵活性，易于扩充，整个系统运行平稳，安全可靠。这种监控系统充分利用了微型机和PLC各自的特点，实现了优势互补，得到了广泛的应用。此外，从目前国际上低压配电行业的发展来看，各主要公司SIEMENS,ABB,SCHNEIDER等都己经开发或使用了基于各种现场总线的配电系统，并己采用技术合基于PLC的供配电监控系统的研究作、合资等手段介绍到我国并得到应用。我国清华大学、浙江大学中控公司、沈阳自动化研究所和上海工业自动化仪表所等也进入到该领域，在现场总线技术的应用方面取得了一些进展。61．310KV配电监控系统发展趋势变电站中，供配电监控系统是整个变电站的命脉，它对变电站内各用电设备进行集中监视和管理。变电站供配电监控系统是利用计算机技术、通讯技术、传感器技术等对电力设备正常运行及故障运行进行监测、保护、控制的系统。该系统具有自动化程度高，可靠性高、可操作性强和扩展性强等特点，能适应各种变电站对配电设备的要求。将PLC应用于监控系统中，构建基于MCGS的组态软件的智能监控系统，通过将供配电系统中各运行参数实时采集到组态软件对应变量中由组态软件统一管理，给出系统各用电设备的运行状态、用电负荷状况及故障分析，并根据系统设置和一定的控制算法，通过向执行机构发出控制调节信号或连锁信号，保证系统的正常运行，具有自动化程度较高、运行稳定、性能可靠、维护方便等特点，真正实现了统一管理，大大提高了变电站供配电监控系统的自动化水平。随着大型供配电站的发展，智能楼宇的兴起，以及工业自动化水平的提高，智能化供配电系统需求量必将大大增加。从国内外产品来看，智能型供配电系统将会向着以下几个方面发展:功能更强，可靠性更高，系统更完善。随着PLC技术的不断完善，监控技术的不断发展，以及其他相关技术的不断进步，智能化供配电系统将会向着更智能，更快捷，更人性化的方向发展。因此，供配电监控系统必将走向供配电的综合自动化:功能上的综合化、运行管理的智能化、结构上的计算机化、操作监视的屏幕化。供配电系统的综合自动化同智能楼宇系统(BAS)、企业资源计划(ERP)融合在一起，达到良好管理，这己成为一种必然的趋势和发展方向。7第二章MCGS简介2．1MCGS的定义MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于MicrosoftWindows95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。MCGS组态软件具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。2．2MCGS的发展阶段MCGS组态软件已经成功抓住组态软件发展的两方面趋势。往小型化方面发展，MCGS有已经很成熟的、在嵌入式软件市场占据垄断地位的MCGS嵌入版组态软件，它可以使大量的工业控制设备或生产设备具有更多的自动化功能，大大的提高产品和生产的自动化程度，促使国家工业自动化程