钢铁企业供配电监控系统设计心得

[摘 要]结合具体工程设计，对供配电系统中使用到的微机监控系统的组成、功能、特点、不足之处及抗电磁干扰进行了简介。

[关键词]供配电、继电保护、微机监控系统、电磁干扰

中图分类号：TF083.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）36-0540-02

1 引言

过去钢铁企业的供配电系统比较落后，系统无法实现自动化。随着供配电监控系统的不断发展，使得供配电系统逐渐趋向于自动化。这些监控系统根据钢铁企业的布置及生产特点，灵活的采用集中与分散的布置方式，对全厂电源系统的各项运行参数进行管理。

2 微机监控系统的组成

（一）微机监控系统的组成

单个变配电所微机监控系统由保护装置、通信柜、直流装置、监控主机以及打印机等组成。如图1所示。

如厂区内有数个变配电所，则一般将各个站的监控系统通过以太网或者光缆纳入一个总的中央管理系统，形成一个总的供配电监控系统。

（二）微机监控系统的功能

（1）显示功能：显示变配电站内各配电柜开关的状态；显示各配电回路电量参数及实时曲线图等各种图形。

（2）报警功能：对变配电站内的开关出现过载跳闸、短路故障跳闸等开关状态及对各电量参数出现超过设定值时进行状态报警和超限报警。

（3）控制功能：在变配电站总调度室中央管理机处，可以控制各种高、低压开关（带有电动操作机构或者带有交流接触器）的合闸和分闸。

（4）统计打印功能：对各种电量参数的实时及分时的统计及各类报表打印。

（5）历史记录：能将所监测并统计的各种电量参数、各断路器或开关的状态变化时间、报警故障类别、操作人员代码和时间、开关机时间等永久保存。

（6）通讯功能：通过与中央管理机的通讯连接，实现数据上的交换。

（7）自检功能：具有完善的自诊断功能。当系统发生故障时，诊断功能将提供详细的故障信息，以便及时排除故障。

（三）微机监控系统的特点

（1）装置特点：灵敏度比较高，使用的是A/D转化类型，可以将输入信息转化成数字量；速度比较快，在一个短短的周波时间内，就可以计算出大量的动作值，并且可以在启动的开始，就可以实现自动发出跳闸命令；抗干扰能力比较强，输入采样信息之后，它会自动化进行数字过滤，可以将短路电流中的影响消除，使得电流纯度提升。

（2）系统特点：由于系统运用了大量的电子元件来完成电气功能，减少了继电器的使用，使得系统的设计与接线变得简单，系统的运行可靠性得到了提高；系统中的动作值和整定值可以在远处进行设置，设置之后还可以进行更改，系统实用性高和可操作性得到了提高；通过电子元件的逻辑运算可实现多种保护功能，使得系统功能比较强大；由于减少了大量的二次元件使得电气设备的运行维护成本降低，减少了电气元件的更换，性价比高。

（四）微机监控系统的电磁抗干扰

曾经有人在配电室使用对讲机，可能离微机太近，竟使得开关动作跳闸，对设备运行造成了一定的影响。虽然只是个例，也足以说明电磁辐射对微机系统的影响不能小看。所以采取一定的措施来对抗电磁干扰是必须的。

首先，应对开关柜内的二次回路的布线及微机设备的安装选择合理的位置，以减少高压母线及电缆对设备的电磁效应。其次，对微机设备做好相应的接地措施，进行等电位连接。最后对微机的工作电源进行必要的过滤。使用电源滤波器、隔离变压器或者UPS等向微机系统供电，都可有效地抑制电网低频正常状态下的干扰。

（五）目前监控系统的不足

通用性不强。由于生产厂家的通讯规约不同，造成了系统的适应性不强，一个企业如果采用几种不同的监控系统，相应的操作人员就要学习不同厂家的专用软件；产品稳定性差。目前生产该系统的准入门槛越来越低，造成市场上充斥着一些技术力量差，产品成本低的系统。此类系统无论从产品的硬件还是软件都存在问题，为保证设备的安全运行，尽量使用合格、优质、3C认证的微机系统。响应时间慢。如发生跳闸及备用电源自动投入的动作，双电源快切装置的响应时间一般小于100ms（断路器分、合闸时间），由于监控系统的通讯方式及记录方式的自身原因，造成监控人员无法及时得知开关动作状态，虽然电气完成了回路转换，但运行状态发生了改变，为设备的稳定运行带来隐患。所以响应时间显得尤为重要。

（六）钢铁企业供配电系统监控系统应用简介

山东某钢铁企业为年产120万吨冷轧钢厂，主要生产车间及用电设备有：

（1）酸洗车间：连续式推拉酸洗线两条

（2）连轧车间：五机架连轧机组1条

（3）单机架车间：1250可逆冷轧机组1条

（4）连退车间：连续退火线1条

（5）镀锌车间：薄板、厚板镀锌机组各一条

（6）20辊车间：20辊可逆冷轧机组两条

（7）配套公辅设施（SVG、空压站、水泵站、酸处理、水处理）等数个

根据各机组的负荷大小及各车间的布置，整个厂区共设置一座35kV变电站及

1#～4#共4座10kV变电站（其中一座为10kV专线市电引入）及一个中心调度室。监控范围有各变电站开关状态、电量参数、电能指标等。各变电站均设置微机保护、监控系统。系统如图2所示：

各个站设置一套HMI操作站，其微机监控系统配置采用分层式。分两层：第一层为面对10kV开关柜的微机保护，第二层为站级监控主机系统。当站级监控主机系统出现故障时，其对应站内的供配电设施仍然能正常运行。各个站的微机监控系统信号通过以太网送入中心调度室， 在中心调度室内设置1套HMI操作站，从而实现全厂的供配电系统的集中管理及自动化操作。

3 结束语

在钢铁企业使用了供配电微机监控系统，一改过去变电所值班及巡检工作制，实现了无人值班制。而且在一定程度上提升了供配电系统稳定性，保障了设备运行效率和质量，从而极大的提高了生产效率。随着科技的快速发展，微机监控系统技术日趋完善及成熟。当今变配电站计算机化进程越来越快，各个工矿企业也迫切需要的高效、稳定、简洁、安全的能源管理，供配电微机监控系统已成为电气自动化领域的发展趋势，必将大放异彩。

参考文献

[1] 《钢铁企业电力设计手册》上册ISBN 7-5024-1534-1.

[2] 《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062-1992.

[3] 《工业与民用配电设计手册》第三版.

[4] 《电力系统远动及其自动化》毕胜春.编著.