电力远程监控系统在徐沛铁路处的应用

【摘 要】本文介绍了我单位南线电力远程监控系统的构成及性能。该主站系统对南线配电网进行监视和控制，使运行人员随时掌握配电系统的状态快速地进行故障检测、判断、定位、隔离故障区段，从而恢复非故障线路的供电，减少停电范围与时间，提高了供电可靠性。

【关键词】远程监控系统；结构；功能；应用

我单位为地方自营铁路，沿铁路线分布拥有高压架空线路65KM，（途经沛县、张寨、崔寨、湾集、郑集、刘集六站，与国铁沙塘站接轨，按线路走向方位简称南线），该段线路分布于野外农田之中，供电系统运行受环境影响极大。近些年来，由于受到经济利益的驱使，附近村民纷纷在高压线路下植树。虽然我单位每年都要采取大规模的伐树剪枝，线路迁移，树障影响严重地点的线材更换为绝缘线等措施预防线路故障。但如遇大风或雷暴雨等恶劣天气，线路故障频发。当某一区段的某一点发生接地或短路故障时，整个线路均为怀疑对象，查找或处理故障时停电影响范围较大。由于不能准确判断故障位置，需开着铁路大轨道车到南线通过拉开分段的线路开关，逐段查找故障。处理完故障恢复送电时，仍需大轨道车送人再去操作开关，耗用时间较长。2013年我处对重要的配电系统―南线10kv配电系统进行技术改造，建立一套远程监控系统。

1.系统构成

南线10kv高压系统监控共有监控点19个，沿南线10kv高压架空线路分布（如图所示，线路总长约65千米），从南向北依次为：

新建电力调度中心主站系统1座，将南线10kV高压配电系统十多个配电点和刘集、沛屯变电所两个综自站纳入电力远动监控系统中（包括各车站、道口电力远动终端动接入）。新建徐沛电力调度中心主站系统设网络交换机、前置机、数据库服务器、磁盘阵列、调度工作站、WEB服务器、投影仪、UPS电源、机柜、通讯设备以及苦干复视工作站等设备。远方增设监控终端装置（FTU/DTU）、柱上高压断路器、杆上PT、低压总开关箱、柱上接线箱和若干线缆。南线10kV高压系统为两端供电，线路正常运行状态是以沛屯变电所为主供电源，刘集变电所为备用电源。

所建立先进的SCADA/EMS电力自动化主站系统，对南线配电网进行监视和控制，使运行人员随时掌握配电系统的状态（如系统的构成、开关的开合、负荷大小、事故发生的情形等），可迅速处理用户和系统的一切反应，在故障（接地、短路、缺相等）情况下，能快速地进行故障检测、判断、定位、隔离故障区段，恢复非故障线路的供电，减少停电范围与时间，提高供电可靠性。

2.系统改造方案

2.1沛屯变和刘集变

该两处变电所原有综自系统，需配套相关装置及线缆完成所内已有数据的采集与上传。使远动主站具备对两个变配电所的监控和管理功能，满足“无人值班、无人值守”的要求。

2.2沛县车站、沛屯出线端、刘集车站和郑集车站

这四个点的一次设备为柱上断路器和一座配电房，相距较远，须分别配置监控设备及相关线缆。每站的改造方案如下：

（1）更换柱上断路器（沛县车站及郑集车站各2台，沛屯出线端及刘集车站各1台），配置远方监控终端装置（FTU/DTU），实现对柱上断路器的远方监视和控制。

（2）郑集、配电房内，在总进线柜硬母线上加装三相CT，配置一套低压电源监控终端装置（STU/DTU），实现低压开关电压、电流、合分闸位置的采集和上传。

2.3刘集货场及铝厂道口

各加装1套控制箱，控制箱内置电源监控终端装置（STU/DTU）、1个低压总开关及三相CT，实现对1路低压总开关电压、电流、合分闸位置的采集和上传。

2.4其余11个道口和车站

每处更换2台柱上断路器，配置远方监控终端装置（FTU/DTU）实现对二台柱上高压断路器进行监控。加装一台总开关箱，开关箱内置1个低压总开关、一组三相CT和一套低压电源监控终端装置（STU/DTU），实现对一台变压器低压总开关回路进行监测。

2.5通信通道

南线已有沿高压架空线路敷设的光缆通信线路，可用于构建南线光纤环网。由于南线光纤环网距离较远（从始端至末端约60km），为增加通信可靠性，在返程光纤的中间位置（崔寨）再加装一台中继光端机。

3.系统功能

3.1远动系统功能（又称SCADA功能）

3.1.1遥控基本功能

（1）单独控制。

通过鼠标（键盘）操作对车站开关设备进行合/分、重合闸投/切、二次回路复归等操作。

（2）自动控制。

对所控对象内容按预先设定的若干单控操作步骤组合而成一个控制程序，自动完成多个开关的分/合操作。自动控制主要用于柱上高压断路器监控实现线路自动化功能。

（3）手动置位操作

当远方监控终端装置（FTU/DTU）或通道故障时，可用手动置位操作设置开关的位置状态，使之与现场状态一致。

（4）遥控试验。

在被控站远方监控终端装置（FTU/DTU）内设置模拟开关，对此模拟开关进行状态控制，用以检查遥控过程的各环节设备是否正常。

3.1.2控制操作方式

基本操作过程分为“选择”和“执行”两步操作，操作形式为键盘和鼠标（或跟踪球）的单独或综合操作。

3.2遥信监视功能

接收来自各远方监控终端装置（FTU/DTU）的各种遥信信号在控制中心进行显示、记录，以实现对各被控站进行状态的集中监视。主要分为正常运行状态的监视、对供电系统及供电设备运行状态的监视、异常运行状态的监视、对供电系统及供电设备非正常运行状态下的非紧急故障信息内容及发生事故后的紧急故障信息内容的监视。

3.3遥测主要功能

（1）配电所进线、母线相线电压。

（2）配电所进线、馈线电流。

（3）当日最大电流、最高最低电压及其出现时间。

（4）过负荷及其发生时间和持续时间。

（5）配电所电源有功、无功、cos?。

遥测参数的采集方式：电流、电压直接进行交流采样，通过A/D变换及处理后，送至控制中心处理。

3.4故障检测、判别和处理功能

根据采集的电流、电压等及设定的定值，进行故障监测和判断，同时在调度中心显示、记录和打印。当贯通线发生故障跳闸时，系统应自动判断故障类型及区段，并能进行自动或手动快速隔离，恢复无故障区段的供电。

3.5事件顺序记录

事件顺序记录应包括断路器跳合闸记录、保护动作记录和其它开关投切记录及操作各种记录等。

3.6数据库管理结构包括当前数据，用作报表及趋势的历史数据，以及系统运行参数。对各种用户画面和数据库进行在线修改、编辑和定义。包括数据库生成，报表生成，画面生成，控制监视测量点参数的修改、增加和删除，调度任务的生成和修改等。

4.应用情况

该项目自投运以来，在沛屯变电所设立馈线自动化主站系统，对整个正线配电网进行监视和控制。在高压真空断路器处配置自动化终端FTU对其进行实时监控。采用双环自愈通信方式，将徐沛正线10KV配电网上的各种数据，电网结构和设备参数等诸多信息进行综合处理和集成，构成一个完整的自动化系统，实现配电网监控、完成快速故障定位、故障区的自动隔离和故障区恢复供电等一系列功能，确保了铁路安全运输生产。