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玉溪市江川至通海高速公路
發布時間：2018-12-10 14:15:29 瀏覽次數：3075次
解決方案
1項目概述
玉溪市江川至通海高速公路連接了玉溪市江川縣和通海縣，是玉溪市城市總體規劃區域主干道，是滇中城市群規劃主干線，是對云南省干線公路網規劃的有效延伸和補充，在玉溪市及滇中城市群干線公路規劃中起主骨架作用。
本項目起點新建紫紅壩立交接既有的玉溪至江川高速，經躍進水庫、大寨水庫、江川縣雄關鄉、通海縣岳家營，止于秀水溝村，接已建通海至建水高速，路線全長33.84公里，其中：紫紅壩至大寨段約9.76公里，大寨至秀水溝段約24. 08公里。負荷容量為5000KVA。
本項目一共三個配電室（福德隧道變電所、雄關隧道江川端變電所、雄關隧道通海端變電所），在福德隧道變電所設有電力后臺監控系統，監控中心可實時監測各個配電室的運行參數(電壓、電流、功率、頻率、溫度、功率因素、電度等)，斷路器運行狀態（分合、故障）、事故及事件預告等；實時監測、顯示每個回路開關的分合閘狀態和事故跳閘狀態，變壓器的風機啟停、報警狀態等；實現配電系統的全景數據測量、分析、統計；實現配電系統供電方式結構的優化；實現配電系統負荷預測預估；實現配電系統的故障診斷等。
2 系統構成
整個系統由主站層、通訊層和回路層構成。
主站層結構
主站層網絡設備包括：操作員工作站；操作員工作站完成整個系統的數據采集及實時、歷史數據庫建庫及存儲功能，亦可作為值班運行人員的人機接口監控主站，實現界面監控，報表建立，狀態監視及操作功能，并負責全站的程序開發，系統診斷，控制系統狀態，數據庫和畫面的編輯及修改；該站系統也可與廠內其他系統組成局域網，通過WEB發布的方式使廠內辦公自動化系統在遠方可以監視到線路、變壓器、低壓設備的運行狀態。
監控系統軟件采用許繼測控儀表自主研發的DPS3000A監控組態軟件，軟件具備系統設備組態、數據通訊處理、人機界面監控、遠方操作、各類事件報警、實時及歷史數據庫建庫及存儲功能。
通訊層結構
主站層網絡由以太網交換機組成；支持TCP/IP、現場總線、MODBUS、IEC60870（103，104）等國際國內常見的電力設備規約，使廠內其它系統的保護、測控、計量、PLC等設備可以方便地直接接入主站系統。
回路層構成
設備包括廠內所有微機保護測控裝置、通訊管理單元等。測控裝置均具備高性能通訊接口，以通訊網絡方式接入通訊處理單元；回路層設通訊管理單元，通訊處理單元下連回路層測控、保護等裝置，完成數據采集和控制命令轉發等功能，向上和主站系統采用以太網方式相連，保證數據交換的快速和準確性。通訊處理單元有以下特點：軍工級主板，嵌入式CPU模件，多種通訊接口和通訊規約；它既能完成實時數據采集與通訊，又能進行數據處理、計算、轉換與保存，不但具有傳統通訊處理器與通訊前置機的功能，而且具有防雷、防強電磁干擾、適于在惡劣環境下長期運行。
監控主機負責為全站提供方便、實用、美觀的人機界面定義及表達工具，具有實時數據采集、一次接線圖顯示與操作、參數設備、事件報警/記錄、遙控閉鎖操作、曲線/棒圖、統計分析、報表打印等功能。
智能通訊管理機內置了滿足電力行業規范及相關行業標準通訊規約，兼容國內外多種現場總線，提供遙測、遙控、遙信等功能。負責數據采集及處理，并負責網絡實時數據庫的刷新、產生報警信息，利用預定義畫面，可實現通信源碼監視，通道監視等。
智能通訊管理機，具備與站內公共設備如直流屏，微機綜保、智能電度表等智能設備通訊。
間隔層保護設備采用一體化的綜保裝置直接就地安裝在相應的高壓開關柜的保護測量小室內。間隔層設備通過智能通訊管理機接受站控層的管理。
3 系統網絡拓撲圖
DPS3000A系統采用手牽手式體系，支持C/S、B/S 構架，應用軟件平臺全面建立在開放的國際工業標準基礎上，應用層的開放能適于不同程度的拓展要求，系統功能擴展和第三方廠家系統的互連，并可根據用戶需求，選取各子系統進行靈活組態。
4 配置方案
5 DPS3000A配電監控系統
5.1 DPS3000A電力監控系統所包括軟件
操作系統
采用服務器專用操作系統軟件，包括操作系統生成包、編譯系統、診斷系統和各種軟件維護、開發工具，操作系統具有良好的實時性能。
操作系統具有防止數據文件丟失或破壞的功能。
操作系統具有系統生成的方法，使之適應硬件和實時數據庫的變化。
操作系統具有虛擬存貯的能力。
操作系統具有支持用戶開發的程序裝入實時系統運行，實現其運行的功能。
數據庫軟件
數據庫的規模能容納全部系統并能夠處理以后擴建接入的自動化系統所需的全部數據，并適合所需的各種數據類型。其各種性能指標能滿足系統功能和性能的要求；有良好的實時性、可靠性、可擴性和適應性，其數據模型符合電網監控及負荷管理的要求，便于數據規模的不斷擴充和數據間形成的結構不斷更新。適應新應用程序的加入和修改。應用程序應能用點名、邏輯符號等多種方式訪問數據庫，數據庫管理程序的調用方式應全部提供給采購人；數據庫管理系統滿足以下要求：
實時性：即對數據庫的快速訪問，對數據庫的訪問時間小于0.5ms，在并發操作下也能滿足實時功能要求。
靈活性：提供多種訪問數據庫的方式，其中至少一種是直接、簡便的訪問方式。
可維護性：提供數據庫維護工具，以便用戶在線修改和編輯數據庫內的各種數據。
可恢復性：數據庫在計算機監控系統事故消失后，能迅速恢復到事故前的狀態。
并發操作：允許不同程序（任務）對數據庫內的同一數據集進行并發訪問，要保證在并發方式下數據庫的完整性和一致性。
提供安全的監控系統數據庫生成功能，其生成方式應簡便，數據庫的結構應充分考慮分布控制的特點，各個就地控制單元應具有獨立執行本地控制所需的各種數據，以便站級控制層停運下，本地控制不受影響。
具有組態功能的DPS3000A應用軟件
DPS3000A電力系統是許繼測控儀表在Windows XP平臺上獨立開發的支持網絡和多機運行的軟件系統。該軟件不但具有常規監控軟件的所有功能，而且還集成了操作防誤閉鎖、設備管理等功能，同時還可以根據用戶的特殊要求增加新的功能。
系統軟件實現多任務，支持數據庫跨平臺連接，支持多種開放的數據庫管理系統。
其主要特點如下：
提供極其靈活的面向對象的動態圖形功能以及豐富的圖形庫。
集成開發環境：工程創建、工程備份、工程恢復、畫面編輯、配置系統數據庫。
實時和歷史數據的記錄及超強的趨勢曲線圖設置功能。
報警管理以及在線組態功能。
高性能的I/O驅動，模塊化的結構設計，增加和擴展規約極為方便。
系統模塊化結構，面向對象設計、易于擴展，配置靈活多樣，易操作性強。
提供全面的冗余功能（雙設備冗余、雙機冗余和雙網絡冗余），能夠有效地減少數據丟失的可能，增強了系統的可靠性，方便了系統維護。
提供靈活的報告與報表生成功能，支持在Microsoft Excel中形成報表及報告。電力報表函數功能強大、簡單易用。
采用分布式Client/Server體系多用戶結構，支持實時數據共享和歷史數據庫共享。
內嵌的高級編程語言，靈活方便地解決控制過程中所遇到的各種復雜問題。
完整的安全保護特性，為多個不同安全級別用戶使用的控制系統提供安全保護措施。
系統功能
站級監控中心的主要功能是對變電站正常運行和事故情況下的生產過程進行實時監控，實現遙測、遙信、遙控功能；系統采用彩色液晶顯示，可定時自動報表打印或召換報表打印，越限和事故報警，事故推畫面、事件順序記錄與事故追憶，可進行數據采集與處理，完成站內自動化控制功能，亦可通過監控主站向調度傳送遠動信號與數據，接收調度遙控命令，以及其它一些運行管理功能。
數據采集功能
對變電站的運行狀態和參數自動實時或定時進行采集，全站生產過程輸入、輸出信號（包括開關量、模擬量、脈沖量，如：交流電流、電壓、控制電流、有載調壓開關檔位、斷路器位置、刀閘位置等狀態及各種信號）經濾波，檢出事故、故障、狀態信號和模擬信號參數變化，實時地更新數據庫，為監控系統提供運行狀態的數據，并作必要的預處理，并同時滿足調度和變電站內監控主站實時畫面顯示、制表、打印等功能要求。
可以采集變電所提供的全部開關量信息，其點數不受限制。站內開關量信息可以分為不報警、一般報警、預告報警、事故報警四類，以上開關量信息通過自由定義報警時間、種類、音響等屬性，可在后臺機上以不同顏色、不同聲音反映。
可以實時采集和顯示變電站的模擬量。模擬量主要包括：電壓、電流、頻率、功率因素、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度等。每個模擬量可設定上上限、上限、下限、下下限，對不同越限可選擇不同的報警方式（音響、畫面、打印）。電力監控系統還可以以不同的形式（實時曲線、歷史曲線、餅圖、棒型、報表）顯示模擬量，反映模擬量的變化趨勢，記錄出現最大最小值的時間。
狀態監視功能
系統監視畫面采用流行的Windows多文檔窗口界面，畫面可放大、縮小、打印。屏幕顯示的內容有：
主接線圖（總畫面、分畫面）：實時顯示斷路器、開關的狀態，在各主設備旁顯示電流、功率和電度值，母線電壓等測量值，顯示系統時鐘；
重要測量值的趨勢曲線圖、負荷曲線圖，電壓、電流、功率曲線及捧圖；
分回路信息圖；
波形分析圖；
事故報告信息；
可按級別設置，采用不同色彩顯示的故障時間報警；
各類日報表，月報表及運行日志等；
保護運行狀態，整定值等；
自動化系統各設備運行工況圖；
根據用戶需要制作其它需要顯示的運行狀態畫面。
以上各種畫面、曲線都能通過鍵盤或鼠標進行方便的調用。
控制與安全管理
軟件系統對不同的使用人員分級授權，操作人員只能進行權限允許的操作。系統管理員具有最高權限，能涉及系統各個部分，并對使用者的權限進行分配和管理。獲得操作權限的人員可在監控計算機或工作站上執行遙控跳合閘操作，采用口令核對和操作返校確保操作準確無誤。
每次操作，系統都將對控制命令和閉鎖條件進行校驗，以確保控制操作的正確、合理和安全。
對回路層設備的控制（如斷路器）
——可在控制室或調度中心進行遙控；
——也可在設備旁進行就地控制。
就地/遠方控制方式可通過安裝在設備前面板上的切換開關進行選擇。同一時刻只允許對單一設備進行一次控制。
具有操作權限登記管理，當輸入正確操作口令才有權進行該權限范圍允許的操作控制。
每一次就地或遠方控制都將經過操作權限和閉鎖條件的校驗。所有操作均經過控制與安全管理模塊進行校核。
事件順序記錄及報警
系統對測量實現超限報警，越限報警死區處理，越限時間累計及超時報警。對開關量狀態變位報警、非操作變位報警，由系統自動進行報警恢復、確認處理，其余報警類型均需由操作人員進行報警確認和復歸。報警以聲、光形式實現，并實時地顯示在屏幕上，存入歷史事項庫中，供操作員查詢。
在系統發生事件或運行設備工作異常時，進行語言、音響報警，推出事件的性質和異常參數值，并分類記錄。
電氣模擬量和非電氣模擬量（如U,I,P,Q,COSφ,kWh,kVARh,f等）可以設置上上限、上限、下限、下下限等幾個限值，當測量值越限時發出報警（聲、光）。并分類記錄。
將繼電保護、自動裝置的動作和斷路器的跳合閘按動作順序記錄，事件分辨率為1ms。時間順序記錄及報警。
數據歸檔記錄和統計報表功能
根據運行要求進行電流、電壓、功率、頻率、電度量、溫度量、直流量等數據的整點抄表累計；并且能定時自動或手動召喚制表打印機輸出（瞬時值、時報、班報、日報、月報、季報、年報）。
DPS3000A監控系統的報表是通過電力報表函數定義的，這些報表函數是根據電力監控系統日報、月報和年報的要求，結合系統SQL Server數據庫表結構特征編寫的，其功能可以隨著應用的需要不斷變化。
當報表啟動時自動或運行時,報表函數就會被加載進入報表,用戶可以在工作表中直接調用它。當函數被調用后，程序通過與SQL Server數據庫（SQL Server數據庫的保存沒有時間的限制）建立連接，進行查詢和計算，并將結果返回給工作表。
DPS3000A監控系統可分類按時間對歷史事件進行查詢。
分門別類保存操作信息、事故和預告信息的歷史記錄，以進行查詢和故障分析。
對歷史數據進行日、月統計，實現測量數據的日報、月報等統計報表，指明
該日或月最大值、最小值以及出現的時間，對歷史數據庫的數據進行庫操作。
日報數據和月報數據歷史記錄可根據用戶要求設定。
可保留所有報警事件(開關變位、線路越限、保護報警)。
對歷史數據庫中五年內的日報數據和二十年內的月報數據可隨時進行回顧打印。
通訊處理
開放性極好，可接入支持CDT、DNP、MODBUS、IEC870-5-103、PROFIBUS、等協議的RTU、PLC、智能儀表等子設備；也可以向支持CDT、DNP、MODBUS、IEC870-5-103等協議的集控中心、調度中心發送數據。同時預留規約接口，使用戶方便擴充通訊規約。實時數據刷新周期小于1秒。
監控系統首先處理各種不同規約的信息，發送和接收遙測、遙信、遙控、系統對時，配置信息的請求、應答、報文，將實時數據按相同的數據格式存入實時數據庫，為系統其它模塊提供數據來源。
事故追憶
當某些事件產生時，啟動相關的事故追憶記錄，輸出事故前、后一段時間內的模擬量值，追憶數據的測點和周期可定義。
實時數據記錄
實時數據庫是存于計算機內存中的反映系統各數據點當前狀態或數值的數據庫。保存從各廠站采集上來的實時數據，其數據在每次系統掃描周期后被刷新一次。在實時數據庫中可以保存模擬量、數字量、脈沖累計量、計量量、設定點控制輸出等多種類型的點。實時數據需有后備，一旦當前實時數據庫被破壞，能及時恢復運行。
歷史數據記錄
周期性存貯到硬盤中的分時數據，對實時數據庫及其它應用數據庫中的每一個點可選定存儲周期實現歷史數據記錄，為報表、曲線的生成提供數據源。同時記錄事件順序記錄和異常事項記錄及設備運行檢修等，形成完整的歷史數據庫。歷史數據庫存儲具有定時存儲數據和在異常狀態下存儲歷史數據的功能，提供訪問歷史數據庫的接口并可隨時查詢和使用。
自診斷、自恢復及自維護功能
DPS3000A 監控系統軟件具有在線自檢、自恢復功能。可以診斷出通訊通道、計算機外設（打印機等）、I/O模塊等故障，并進行報警和在系統自診斷表中記錄。
自診斷的范圍包括：
各功能子站、服務器、工作站等；
網絡及接口設備故障；
各類通道故障；
各類外設故障；
軟件運行死循環。
在監控系統診斷到軟件運行死循環時，能自動發出報警信號，并能自動恢復正常運行，且不丟失重要數據；單個元件故障不得引起整套裝置或子系統的誤動。在系統診斷出硬件故障后，自動發出報警信號，在硬件故障排除后，系統能自動恢復正常運行，而不影響其它設備的正常運行。任何插件可帶電插撥，而不導致誤動。
系統提供在線維護軟件，用于維護監控系統。用戶經授權可以在線進行以下修改或設置：
畫面報表的在線編輯修改；
前景數據的畫面報表的在線編輯修改；
數據庫部分內容的在線修改；
部分運行參數及限額的在線設置、狀態修改；
系統接線圖繪制、修改；
設備參數修改；
報警限值設置、修改；
修改操作員密碼；
報表格式設計、修改。
系統安全性
系統各節點獨立, 每節點的退出不影響系統的其它部分。本系統的用戶對圖形、打印報表、操作票的格式內容均可在線修改、生成。此類編輯功能要求修改者有相應的用戶級別并擁有該級別的口令。數據庫的各節點均可獨立修改, 此時系統其它部分可正常工作。前置機的數量和功能也可根據一次系統的擴充而隨之擴充。以上修改變動均不影響系統的正常工作和已保存的數據。
系統有判斷不合規或者不允許的動作和狀態的能力, 其結果將產生報警或拒絕執行或兩者兼有。系統安全性包括以下三個方面:
1、操作安全性
為系統每一功能和操作都提供檢查和校核；
當操作有誤時能自動地閉鎖并產生報警；
任何自動及手動操作都可以記錄、存貯并做出提示。
2、通訊安全性
監控系統的設計可以保證信息中的一個錯誤不會導致系統關鍵性的故障。
在通訊涉及控制信息時, 能對響應有效信息或沒有響應有效信息有明確肯定的指示, 當通訊失敗時, 可設置2～5次重復通訊嘗試并發出報警信息。
3、硬件、軟件及固件的安全性
具有電源故障保護和自動重新啟動的功能；
初始狀態可以預置并可進行模式重置；
有自檢能力, 檢測出故障時能自動報警并閉鎖裝置出口；
設備故障時可以自動切除或自動切換；
系統中任意單個元件的故障都不會造成生產設備的誤動作。
6系統各裝置及功能
6.1DP-20A微機保護裝置
針對被保護設備及保護要求的不同，裝置可配置不同的功能，產品功能配置如下表：
6.1.1DPL-22A線路保護裝置功能
三段定時限過流保護（電壓閉鎖可選）
過流反時限保護
過負荷保護
過流后加速保護
三相一次重合閘（無檢測）
零序三段過流保護（2段定時限、1段反時限）
零序過壓保護
過電壓保護
低電壓保護
低壓減載保護
低頻減載保護
兩段充電保護
絕緣監察保護
2路非電量
TV斷線檢測
控制回路異常告警
彈簧未儲能告警
手車位置異常
斷路器偷跳檢測
交流輸入：11路交流采集口（3路電壓、3路測量電流、3路保護電流、1路零序電流、1路零序電壓）；
模擬量采集及測量：三相電壓、三相電流、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數、視在功率、頻率、正負序電壓電流、四象限電能；
SOE事件記錄和運行報告記錄(1000條)：SOE事件記錄繼電器動作和DI狀態的事件記錄；
動作報告(1000條) ：記錄繼電器保護動作時間，故障原因，故障時電參量，斷路器動作計數；
故障錄波：每周波保存64點，保存50個周期，故障前25，故障后25，共可采集90組，采集三相電壓或者三相電流,波形圖形能通過液晶顯示；
12路有源開入；
標配1路RS485接口；
通訊規約具備modbus-RTU協議和IEC60870-5-103規約，軟件自動識別規約格式。
6.1.2DPT-22A變壓器保護裝置功能
復合電壓(TV斷線閉鎖)
三段定時限過流保護（復壓閉鎖過流可選）
反時限過流保護
兩段式負序電流保護
過負荷保護
過電壓保護、低電壓保護
高壓側三段零序電流保護（跳閘、告警可選）
低壓側三段零序電流保護（跳閘、告警可選）
零序過壓保護
FC回路保護
TV斷線告警
控制回路異常告警
手車位置異常告警（當主接線為手車時）
彈簧未儲能告警
斷路器偷跳檢測
非電量：超溫跳閘、超溫告警、風冷消失、帶電開門跳閘、壓力異常。（非電量開入名稱可多種選擇，通過DI設置整定）；
交流輸入：11路交流采集口（3路電壓、3路測量電流、3路高壓側保護電流、1路高壓側零序電流、1路低壓側零序電流）；
模擬量采集及測量：三相電壓、三相電流、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數、視在功率、頻率、正負序電壓電流、四象限電能、31次諧波。
SOE事件記錄和運行報告記錄(1000條)：SOE事件記錄繼電器動作和DI狀態的事件記錄；
動作報告(1000條) ：記錄繼電器保護動作時間，故障原因，故障時電參量、斷路器動作計數；
故障錄波：每周波保存64點，保存50個周期，故障前25，故障后25，共可采集90組，采集三相電壓或者三相電流,波形圖形能通過液晶顯示；
12路有源開入；
標配1路RS485接口；
通訊規約具備modbus-RTU協議和IEC60870-5-103規約，軟件自動識別規約格式。
6.2XJ9100F多功能儀表
測量功能：三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、四象限電度；
通訊功能：標配 1路RS-485通訊接口、ModBUS-RTU通訊協議；
輔助電源：AC/DC220V。
6.3通訊管理機TM6000系列
通訊管理機TM6000是系統通訊層的主要設備，本方案在35kV、10kV通訊層均采用該裝置，裝置特點及功能如下：
裝置特點:
2個百兆網口
TM6008具有8路軟件可選的RS-485串口
TM6004具有4路軟件可選的RS-485串口
TM6016具有16路軟件可選的RS-485串口
19英寸機架安裝，1U高度
220V交直流電源輸入
無風扇設計
功能描述：
實現通訊管理、數據網關、數據轉發、規約轉換、前置處理等各種角色；可以按需組合成分布網絡、分層級聯、雙以太網、雙機冗余的靈活通訊處理方案。
智能裝置通訊功能：裝置可通過不同的規約實現與不同的智能設備通訊功能。
內置豐富規約庫：IEC60870-5-103、IEC60870-5-104、 CDT、SC1801、MODBUS、DL/T 645、SEL、SPA-BUS、南瑞LFP、威勝、COURIER 等，可根據現場需求進行特殊規約的開發。
數據庫功能：裝置內部自用的模擬量輸入、數字量輸入、累加量輸入、控制輸出、設點輸出、通用數據塊輸入、通用數據塊輸出。
計算功能：實現模擬量和數字量的各種算術、邏輯、條件和函數運算，可實現各種閉鎖邏輯，特別適用于控制和設點輸出的閉鎖。
多種通訊接口功能：8個可自由配置的串行接口（8個RS232/RS422/RS485軟件可選）；2個100M以太網口通訊接口，與智能裝置、各級調度、控制中心通訊。具有靈活的在線、離線調試手段，可靠的程序升級、下載參數及數據查詢、報文監視、原始值、工程值等功能。
具備強大的自我診斷與自恢復功能，在受到外界干擾或其它原因導致程序運行出錯時， 系統能在極短的時間內自行恢復；通訊監視功能。
多級軟、硬件看門狗功能。
工程應用方便,靈活:應用程序遠程升級(包括增加,修改規約);方便,直觀的圖形化配置界面。
