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　　摘 要：論述了智能化配電監控系統的組成和功能，介紹了兩個智能化配電監控系統的應用實例。通過對兩個實例的分析說明得出配電監控系統在石油化工裝置應用策略。

　　關鍵詞：現場總線，智能化配電監控系統，應用策略

　　Abstract：The composition and function of an intellectualized power distribution supervisory system is discussed .Two examples are introduced in which the intellectualized power distribution is applied. The application strategy of a power distribution supervisory system in petrochemical unit is conclude by analysing and illustrating them.

　　Key words：FieldBus,Intellectualized power distribution supervisory system, Application strategies

　　1.引言

　　目前，大多數石化裝置配電系統沒有實現智能化控制。隨著具有網絡通信功能的智能斷路控制器、馬達控制器、綜合電量測控等儀表在配電柜上的應用，使得通過現場總線實現配電系統智能化成為可能。這樣配電柜的電參量信息、馬達，斷路器狀態信息，通過配電監控系統或主控室DCS電氣界面。呈現給裝置工藝人員，實現對各種用電設備的正常及事故情況下的監測、保護、控制、電力計量。這就是以“四遙”監控、數字式保護、現場總線、計算機等技術為基本要求的智能配電監控管理系統，作為技術成熟的一種標準化的配置在石化裝置中陸續使用。本文通過系統組成和具體應用方案例介紹提出石化裝置應用不同策略。

　　2.系統組成

　　智能化配電監控系統從結構上分為三個層次，現場設備層，網絡通訊層，監控管理層。見圖2.1。

圖2.1智能化配電監控系統

　　現場設備層由智能斷路控制器,馬達控制器,各種電參量測控儀表等電力自動化產品組成，這些產品適應各種電壓等級、開關柜型、安裝方式及接線方式，按設備對應分布式安裝在各個開關柜內，與開關、變壓器、機泵馬達等設備直接聯系，實現模擬信息、數字信息的采集、傳輸及控制等功能。

　　網絡通訊層是由采用Modbus RTU，Profibus DP，Ethernet TCP/IP協議模式的數據采集器等網關產品組成。作為現場設備與監控管理系統之間數據信息交換的橋梁通道，處理解決配電系統監控回路多、信息量大、實時性差、設備通訊協議不統一、總線不兼容的通訊問題。收集變電站的配電系統狀態/信息，包括測量、保護和參數，并將這些信息傳輸到中心控制室內DCS系統和SCADA 系統，全廠MIS系統，同時，來自中央控制室SCADA系統或中央控制室DCS的命令傳送到所選擇的保護繼電器和控制設備。

　　監控管理層是系統的最上層部分。又是人機交互的直接窗口，主要由SCADA 系統，DCS系統，MIS系統組成。而這些系統又是由計算機等硬件設備和系統監控管理軟件等組成。它們負責對采集的現場各類數據信息自動經過計算處理，并以圖形、數顯、聲音等方式反映現場的運行狀況。對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。通過通訊接口實現在全廠局域實現交換數據和信息共享。

　　3.應用

　　3.1 案例1

　　上海中油公司配電系統的供電范圍包括五套工藝生產裝置。變配電系統監控范圍包括10KV /0.4KV變壓器，1KW發電機中壓開關柜、低壓配電柜等變配電設備。見圖3.1所示

圖3.1 中油聯合裝置配電監控系統

　　現場設備層采用的是丹東華通測控公司PDM-800系列綜合智能電力監控儀表、綜合保護裝置、智能型馬達控制器等智能變配電監控/保護產品。這些儀表設備采用雙絞線串接起來，將有關信息輸送至網絡通訊層的通訊控制器。同時這些產品不依賴于網絡而獨立完成對電氣設備的保護監控等功能，實時顯示電氣設備工作狀態，運行參數，故障信息和事件記錄，保護定值等。

　　網絡通訊層產品采用的也是丹東華通測控公司的2000R+網絡通訊控制器，用于完成現場設備層和監控管理層之間通訊數據的上行和下達;控制器安裝在現場設備層（進線柜或電容器柜內），具有多種下行口配置可選，每個下行口最多可帶32個智能通訊單元。其具有獨立的前置機功能，可不依賴于站控層監控計算機系統獨立運行，完成通訊數據采集、協議轉換、數據組態、總線轉換、同時與多主站進行數據交換，實現與上級監控系統、MIS管理系統等信息資源共享。

　　監控管理層利用的是各處化工裝置DCS系統來完成整個變配電系統的監控管理功能。

　　DCS（Distributed Control System）為集散型控制系統,是將控制所造成的危險性分散,而將管理和顯示功能集中的一種計算機控制系統，有由PC工作站，控制器，I/O卡件，通訊網絡等硬件和系統，圖形及編程應用軟件等組成。

　　應用廠家產品有橫河的CS3000，浙大中控的ECS100等DCS系統，經過DCS廠家的Modbus通訊I/O卡件讀取2000R+網絡通訊控制器的通訊數據，利用DCS的組態編程監控管理軟件和豐富友好的圖形界面，顯示整個配電系統電量等遙測數據、異常報警信號等，提供正常的運行監測數據、報表及運行狀態圖、參數圖、電能數據分析等畫面。不同操作級別人員可根據不同的權限方便的進行遠程參數修改、歷史數據查詢、時間報警記錄查詢和報表統計管理工作。實現包括 10kV /400V 變配電系統的遙信、遙測、遙控、管理等功能。

　　3.2.案例2

　　上海賽科聯合裝置配電系統的供電范圍包括9套工藝生產裝置和動力中心化工罐區等公用工程。由一個220KV總變電站和7個35KV分變電站組成。涵蓋220/35/10KV /6KV /0.4KV變壓器，24MW發電機，高壓開關柜、低壓配電柜等變配電設備。采用ABB公司SCADA系統對整個變配電系統實現了遙信、遙調、遙測、遙控等功能，并通過公司內部的LAN實現數據的實時共享。見圖3.2所示。

圖3.2 賽科聯合裝置配電監控系統

　　SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統，即數據采集與監視控制系統。是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。

　　監控管理層的SCADA系統分兩級管理。即中央控制室CCR中的SCADA 系統及下屬的7個分散的廠區SCADA系統。各自變電站SCADA系統都配有工程師工作站，用于監控各自區域配電系統、電動機的運行狀態和對智能保護繼電器的參數進行設置。每個變電站的區域 SCADA通過RTU采集現場的信息供本地工作站，并且通過LAN向中央控制室CCR中的SCADA的系統提供數據。另外SCADA系統與DSC系統通過通訊接口，實現交換數據和信息共享。

　　網絡通訊層是ABB公司RTU560數據采集控制器，RTU作為數據集中器，采集來自現場設備層的MV/LV中智能保護繼電器（REF）、智能馬達控制器（INSUM）、馬達調速控制器（VSD），智能電力監控儀表（PQM）及通過INTERFACE接受來自UPS、HVAC的硬接線信號，這些信號包括：配電系統狀態、測量電力系統數據、保護繼電器的參數、馬達等用電設備的運行狀態及數據，并將這些信息傳輸到站內的工作站系統和CCR的SCADA工作站系統。同時，來自中央控制室SCADA工作站或EWS的命令將通過變電站的RTU直接傳送到所選擇的當地保護繼電器和控制設備;RTU將通過冗余的MODBUS接口直接和區域變電站中的DCS節點進行通訊，傳輸配電系統的狀態信息和MV/LV馬達運行參數和溫度數據，同時所有馬達操作將通過獨立的冗余MODBUS通信直接從DCS傳送到智能控制單元（ICU）。ICU提供兩個MODBUS從通信口與DCS連接，允許DCS對MV/LV馬達進行控制、監視和故障、事件報警。

　　4.結束語

　　大型石油化工聯合裝置可以采用全廠SCADA系統實施完成整個變配電系統的監控管理功能，與Dcs系統通過通訊接口，實現交換數據和信息共享。并由DCS系統完成對MV/LV馬達等用電設備進行監控管理。一般石油化工裝置可以采用DCS系統實施完成整個變配電系統的監控管理功能，節省設備投資，有利儀表電氣設備管理。

　　變配電監控系統可以依據裝置要求靈活配置，滿足不同企業安全可靠、經濟便捷的配電系統的需要。

　　參考文獻

　　1. 吳澤生，吳艷萍.數字化電氣監控管理系統的探討[J].電力自動化設備，2004，24（1）：94-97。