摘要：35 kV 變電站的日常運維需要大量的人力物力，而集測量、控制、保護及通信等功能于一身的綜合自動化管理系統正是解決運維資源嚴重不足現狀的出路，故依據變電站監控的企業需求，文章開發了3 層結構的35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統。針對不同生産廠家硬體裝置管理監控的需求，35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統可以對規約進行現場實時添加， 進而簡化變電站二次接線并切實降低運維成本，具有推廣和應用價值。
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35 kV變電站綜合自動化背景監控系統的需求
（1）35 kV 變電站實時運作資訊的采集、監控及處理。諸如電度量、狀态量等35 kV 變電站實時運作資訊可以經各種硬體裝置被采集，然後數字化後在實時資料庫進行存儲。此外，系統利用面向對象、全部開放及靈活組态的方式來實時顯示主接線圖、潮流圖、直流系統圖等圖形中的相關資料（如開關狀态、标示牌狀态），并實作資料分析、故障追憶、故障預警、裝置定值管理、運作快照及公式管理等功能。
（2）控制、操作和閉鎖。35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統具有斷路器、開關、變壓器接頭的調控和信号複位功能， 一旦發生故障将對相關裝置進行閉鎖，對參數進行遙控修改并對等級權限進行管理，進而確定各操作間的良好銜接性。
（3）日常管理及圖形的分析處理。系統可以對操作票 / 工作票的曆史票和标準票、交接班記錄、标準日報 / 月報 / 年報自由報表進行管理，對故障資訊、操作記錄、統計報表、曆史記錄等資料進行查詢和列印。同時，使用者可以根據需要從系統中選擇相應的曲線、棒圖組态分析工具，以便更直覺地實作各類資料的分析處理。
（4）良好的人機互動。通過35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統，值班人員可以随時掌握變電站的的運作情況（包括包括實時參數、主接線、各種開關的運作狀态、電壓、電流、功率，各種報表和曲線，報警界面及事故記錄等），一旦發現故障将可以實時妥善地進行處理。
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35 kV變電站綜合自動化背景監控系統的詳細設計
系統的設計原則和總體架構
35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統在設計時要遵循如下原則。
（1）系統的可靠性和穩定性。由于系統的工作環境并不是一成不變的，是以在設計時要對系統的電磁相容性、故障診斷與處理、軟硬體的備援度等問題進行考慮，確定系統能夠穩定可靠的運作。
（2）系統使用和維護的簡便性。系統的人機互動界面要良好，操作人員通過簡單的操作就能夠實作所需功能，并且系統的維護要簡便。此外，系統要具備良好的故障診斷與處理程式，以便系統發生故障時能夠及時被發現和處理。
（3）系統功能的子產品化。由于系統所要實作的功能比較複雜，是以在設計時可以采取子產品化的方式，将特定的功能交由不同子產品來完成，然後将這些功能各異的子產品組合成完整的系統。
35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統從層次上可以分為現場控制級、監控級、管理級3 層，現場控制級用于直接與現場各類裝置相連，執行諸如運作資料采集等操作 ；監控級用于監視系統的各個單元，并管理系統的所有資訊，主要包括：優化控制、協調控制、系統運作監控 ；管理級計算機位于整個自動化系統的頂端，通常具有很強大的處理能力。
35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統的總體架構如圖1 所示，整個系統由應用伺服器子產品、系統主要子產品、監控服務子產品、背景資料庫子產品、通用報表工具子產品、通用圖形分析工具子產品及通信管理子產品等幾個部分構成，各部分具有如下聯系 ：作為整個系統的啟動子產品，監控服務子產品實施對系統主要子產品、應用伺服器子產品及監控服務子產品的再啟動，并通過通信管理子產品來對這3 個子產品進行實時監控 ；由監控服務子產品再啟動後，系統主要子產品通過通用圖形分析工具子產品來實作各類圖形畫面的再編輯，并且通過通信管理子產品将下行指令進行發送 ；由監控服務子產品再啟動後，系統主要子產品通過通用圖形分析工具子產品來實作實時資料和曆史資料的圖形方式分析列印，并可以自定義、顯示和編輯使用者所需的各類報表 ；通過應用伺服器子產品，系統主要子產品、通用報表工具子產品、通用圖形分析工具子產品及通信管理子產品可以對背景資料庫子產品進行通路以擷取所需資料。
系統的工作子產品
35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統的工作子產品具體如下。
（1）當處于正常監控運作時，系統執行如下功能，将現場采集到的各類實時資料經下位機及保護測控單元傳輸通信管理子產品，對接收到的現場實時資料進行相應的處理，處理後的資料經通信管理子產品存儲到背景資料庫子產品，各類資料以圖形的形式展示給現場運作人員，便于現場運作人員對35 kV變電站的運作狀況進行方位掌握。如果需要，各類資料可以經報表列印子產品完成定時列印日報表和月報表。
（2）當有需要時，經管理者釋出的指令通過通信管理子產品與下位機取得聯系，進而執行各類裝置的遠端操控。
（3）當發生故障時，現場運作人員會從圖形顯示子產品中獲得相應的報警資訊，以便及時對故障進行處理，確定系統的平穩運作。
35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統的資料源是各類現場實時資料，這意味着下位機及保護測控單元的資料采集、通信管理子產品的資料傳輸、背景資料庫的資料存儲等是系統運作的基礎。
基于角色的權限設定
當不同使用者登入到35 kV 變電站綜合自動化背景監控系統時，因使用者角色的差異，系統将顯示不同的功能菜單界面，這樣確定使用者隻能通路具備權限的功能。例如當一個使用者角色改變時，管理者隻需去掉使用者目前角色并加入新角色，這會提高系統的處理效率且實作技術比較簡單，由管理者執行即可。而系統在設計時，對使用者的管理将使使用者控件控制使用者權限， 它的基本思想是 ：根據 RBAC（角色通路控制）的基本原理， 給使用者配置設定一個角色，每個角色對應一些權限值，顯示網頁時， 根據權限值動态加載使用者控件。
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安科瑞變電站綜合自動化系統産品介紹與選型
系統功能
（1）實時監測
Acrel-1000變電站綜合自動化系統，以配電一次圖的形式直覺顯示配電線路的運作狀态，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數資訊，動态監視各配電回路斷路器、隔離開關、地刀等合、分閘狀态及有關故障、告警等信号。
（2）報警處理
監控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動作信号；預告報警包括一般裝置變位、狀态異常資訊、模拟量或溫度量越限等。
1） 事故報警。事故狀态方式時，事故報警立即發出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫面上用顔色改變并閃爍表示該裝置變位，同時彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實時報警和曆史報警，曆史報警條文具備選擇查詢并列印的功能。
事故報警通過手動，每次确認一次報警。報警一旦确認，聲音、閃光即停止。
次事故報警發生階段，允許下一個報警信号進入，即次報警不覆寫上一次的報警内容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。
2） 對每一測量值（包括計算量值），由使用者序列設定四種規定的運作限值（實體下限、告警下限、告警上限、實體上限），分别定義作為預告報警和事故報警。
3） 開關事故跳閘到指定次數或開關拉閘到指定次數，推出報警資訊，提示使用者檢修。
4）報警方式。
報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫面閃爍、聲光報警器、語音、短信、電話等但不限于以上幾種方式，使用者根據自己的需要添加或修改報警資訊。
（3）調節與控制
操作員對需要控制的電氣裝置進行控制操作。監控系統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實施監護，避免誤操作。
操作控制分為四級：
一級控制，裝置就地檢修控制。具有優先級的控制權。當操作人員将就地裝置的遠方/就地切換開關放在就地位置時，将閉鎖所有其他控制功能，隻進行現場操作。
二級控制，間隔層後備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。
三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。
四級控制，遠方控制，優先級。
原則上間隔層控制和裝置就地控制作為後備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，并在站級層設定操作員、監護員密碼及線路代碼，以確定操作的安全性和正确性。對任何操作方式，保證隻有在上一次操作步驟完成後，才進行下一步操作。同一時間隻允許一種控制方式。
納入控制的裝置有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開關及帶電動機構的接地開關；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方複歸及遠方投退連接配接片。
定時控制。操作員對需要控制的電氣裝置進行定時控制操作，設定啟動和關閉時間，完成定時控制。
監控系統的控制輸出。控制輸出的接點為無源接點，接點的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。
（4）使用者權限管理
系統設定了使用者權限管理功能，通過使用者權限管理能夠防止未經授權的作業系統可以定義不同操作權限的權限組（如管理者、維護員、值班員組等），在每個權限組裡添加使用者名和密碼，為系統運作、維護、管理提供可靠的安全保障。
系統硬體配置
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結束語
本文針對35 kV 變電站需要實作綜合自動化管理的現實情況，以能實作控制、保護、測量、通信等功能相結合的綜合系統為出發點，依據國家相關标準和變電站企業需求，開發了3 層結構的背景監控系統，該系統響應速度快，資料傳輸可靠，控制精度高，并且易于管理，具有較高的技術水準和商業推廣價值。