ARTA-3000电力监控在三宝煤矿的应用
ARTA-3000电力监控系统在三宝煤矿的应用
一、概述
电力供应是社会生产、人民生活的基本保证之一，电力系统分为发电、输电、和配网系统，其中配网系统主要涵盖：35kV降压变压器、10kV配网电源分配和220V生活用电系统等。随着我国自动化水平的提升，配网系统作为电力系统中最庞大的一个环节，其综合自动化程度关系到用电安全，用电质量，节能用电，分布式能源等多个方面。
武汉艾睿达智能技术有限公司是一家致力于电力配网智能监控专业厂商，研发了基于跨平台技术的电力监控系统软件，基于可组态的通讯前置机等核心产品，提供配网监控的整体解决方案。
主要提供电力监控系统解决方案：
1) 10kV/35kV变电站综合自动化系统；
2) 配网开关站智能监控后台系统；
3) 光伏发电站综合监控系统；
4) 用电需求侧协调控制平台。
典型拓扑结构
依据低压开关站电力监控后台系统的具体特点，我们提出具有针对性的系统设计，典型系统结构拓扑图如下：
系统分为四层，第一层为设备层，包含：电力仪器仪表，微机继电保护，光伏逆变器，智能开关，故障及录波设备，温度巡检设备，直流屏等。
第二层为采集层，通过前置通信管理机，将本区域的设备通过通信接口和协议进行数据的采集和传输，通过标准的以太网接口向上一层传输数据。
第三层为传输层，通过交换机组建网络，将各个区域的采集设备，通过网络实现数据的传输，常见的有星形网，环网等，链路介质有双绞线和光纤，双绞线只能组建200米以内的区域网络，而光纤则不受距离限制，是可以组建复杂，长距离的传输层网络介质。
第四层为展示层，通过监控软件，提供图形化的呈现效果，将系统的运行数据进行图形展示，除展示之外，还提供故障信息采集，故障再现，历史数据，波形分析，运行日志，操作管理等功能。
物理系统结构
典型的系统实施结构如下图所示：
上图即为一个典型的系统物理结构，变电所内部设备通过RS485网络到通信箱，通信箱内置通信管理机和UPS电源等，将本地数据进行采集，通过通信箱的交换机与各个区域组成光纤环网，中控室则安装监控软件系统。
二、配电监控系统功能描述
2.1、配电监控系统数据采集功能
·交流量采集
·电流量：高、低压侧三相电流：IA、IB、IC
·电压量：高、低压侧三相线电压、三相相电压
·功率： P、Q、COSΦ、四象限有功电度、四象限无功电度
·系统频率：F
·谐波分量的测量
·温度测量：温度量
·直流电压量（绝缘监测）：正端对地、负端对地、控制母线电压监测、充放电电流的测量。
·模拟量的采集
2.2、遥信量采集功能
·断路器、隔离刀闸、地刀位置状态
·低压配电柜开关状态
·柴油发电机组输出开关状态、控制开关状态
·变压器风扇运行状态
·水泵状态、控制开关状态、阀门状态
·保护装置异常信号
·中央空调主机状态、控制开关状态
·低压开关的位置信号
·空压设备运行状况、联动信号反馈、控制开关状态
·安防设备状态
2.3、监控系统控制功能
·对高压开关柜的远方、就地控制及切换
·对用户所要求的带电动操作机构的其他开关远方、就地控制
·对部分暖通风机的控制
·对环境温度的控制
2.4、监控管理功能
系统由数据采集装置采集现场有关数据，包括数字量、模拟量及开关量，测量量、外部输入讯号等数据传至监控系统作实时处理，并可以从各智能设备读取运行状态，故障信息，在线时间及设备自检信息等，实时更新数据库及显示画面，并在屏幕上采用模拟图方式实时显示现场设备运行状况，显示实时和历史事件，并采用打印或报表等方式输出。
2.5、系统调度优化功能
设备实时监控：以图型方式进行实时监控、既可以通过画面对整个设备系统进行监控，也可以通过分画面对各系统设备进行详细监控。
实时数据监视：模拟量数值、实时曲线；开关量状态。
实现配电监控监控系统整体综合自动化的主要优点是可以进行整体优化调度，在监控中心可以根据预先确定设计好的控制算法进行自动优化调度，也可以提供优化指导，由操作员作出最后确认。例如系统经济运行优化，可以把系统节能和延长设备使用寿命为指标，通过优化系统参数、合理调度设备运行与保养等时间规划实现整体优化调度。
2.6、信息管理功能
操作管理：建立完善的管理程序，实现人员程序化管理，按章执行各种工作制度，对供配电倒闸操作或者变压器运行档位进行规范化的操作管理和运行。不同岗位人员设置不同操作权限，严防越权操作，保证系统操作安全。
设备信息管理：建立生产设备台帐，所有参数均登记进入管理系统，方便用户随时查询，以确保生产设备的安全可靠运行。
历史数据管理：将操作信息、设备信息、系统运行数据、故障信息统一建立历史数据库，进行分析管理。首先历史数据是系统故障分析的重要依据，另外也是系统优化的重要依据，对于系统调度优化，除了一些通用的理论方法外，更重要的是集团实际设备情况和运行情况，通过对运行历史数据的分析研究，再和先进的控制算法相结合，才能达到良好的优化效果。
报表管理：用户按照需求自我设定各种生产报表，系统自动生成管理运行日志，包括日报、月报、年报。系统根据采集到的数据进行相应的统计和分析，以报表为基础，为操作人员提供相应的统计结果。所有的操作记录、各种报警或故障信息，开关变位等等都自动生成相应的报表，存储在系统内，用户可以随时进行事故追忆和原因查找。
2.7、报警管理
配电监控系统可在任何时间在显示屏上通过弹出报警窗口方式显示最新的报警信号和提示，及时反映事故报警，并产生报警声音（用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警）包括音响报警，语音报警，警铃报警。报警分模拟量报警和开关量报警，报警讯号一旦发出将持续不断直到有值班人员来处理并按报警取消或复归键。报警信号按时间先后顺序排队，报警信号分红黄两种颜色显示不同的报警级别，并用闪烁和不闪烁来区别某一报警是否已确认或已处理。所有报警信息均存储在事件记录中，作为对该报警之事后分析依据。
1.欢迎页面
欢迎页面不仅仅显示项目名称，制造单位等，更重要的是作为用户登录的主界面，只有拥有相应权限的用户，输入正确密码才能登入系统。
2.系统主界面
系统主界面显示系统时间，当前用户。按功能划分为多个选项，单击任一选项，进入选项的功能界面。
界面显示项目主接线图状态，页眉为项目名称信息。当有系统通信故障时，通信指示灯爆红，提示通讯故障。正常情况下，通讯指示灯常绿。
3.主接线图
主接线图二级菜单，按区域划分为多个子项，单击任一子项，进入子项的系统主接线图。系统主接线根据系统设计图纸，还原系统结构，并将实时信息进行显示，点击任一显示项，可以进入仪器仪表的详细实时信息。
对数据型仪表，显示采集数据信息：
对控制型仪表，除显示采集数据信息外，还具有实时控制功能，以及SOE功能：
4.实时数据
实时数据是完整显示系统设备的实时监测信息，按设备类型分成多个二级子项，如电力仪表、继电保护、直流、温控仪等。用table表、按接线回路方式呈现，清晰、直观的监测仪表实时信息。主接线图二级菜单，按区域划分为多个子项，单击任一子项，进入子项的系统主接线图。
5.抄表计量
抄表计量主要为具有计量功能的仪表实现按时间段、年、月、日等方式进行计量统计，减轻人为抄表的工作量，具有统计准确，实时操作，并可以导出为excel表，作为收费依据，也作为节能量化指标。
6.历史报表
历史报表按区域划分子项，点击进入之后，可以勾选需要查询的对象，设置查询日期，即可查询历史数据，并可以导出到excel作为数据分析的依据。
7.实时曲线
实时曲线按区域划分子项，点击进入之后，勾选需要显示的对象，一般为电流、电压、功率、温度等，即可显示所选对象的实时曲线。
8.历史曲线
历史曲线按区域划分子项，点击进入之后，勾选需要显示的对象，一般为电流、电压、功率、温度等，通过设置查询时间，可以将时间段内的数据查询出来以曲线的形式进行显示，并可以对X轴、Y轴进行缩放功能，便于对曲线数据进行分析。
9.事件信息
事件信息分为保护故障信息，SOE信息，报警信息，实时显示设备的故障状态，具有不同的颜色显示，也可以弹出报警框，并可以播放报警声音，或驱动警铃警笛等。
10.事件查询
事件查询时对报警的存盘信息进行历史查询的功能，按设备类型分类，可以查询输入时间段的历史报警信息，进行事件追忆，达到分析和记录的目的，可以导出到excel表。
11.日月年报表
日报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当天内各个时段的抄表值和耗电量。
月报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当月每天的抄表值和耗电量。以月为周期，查询日期设定起始时间为每个月的1号。（截止时间为30/31）
年报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当年每月的抄表值和耗电量。以年为周期，查询日期设定起始时间为每年的1月1号。
14.系统退出
点击系统退出，则可以退出真正运行的监控系统，可以设置退出权限，只有拥有权限的用户才可以安全退出系统，否则不允许系统退出。
四、配电监控系统技术指标
系统性能与指标：
武汉艾睿达智能技术有限公司提供的系统方案具有成熟化、模块化、监控软件和核心联网采集产品自主研发的特点，易于实施和扩展，易于根据客户的需求定制化调整，并具有很强的性价比特点。武汉艾睿达电力监控系统自推出市场以来获到了用户的亲睐，在多个行业和环节进行了应用，创造了良好的社会和经济效益。
一、概述
电力供应是社会生产、人民生活的基本保证之一，电力系统分为发电、输电、和配网系统，其中配网系统主要涵盖：35kV降压变压器、10kV配网电源分配和220V生活用电系统等。随着我国自动化水平的提升，配网系统作为电力系统中最庞大的一个环节，其综合自动化程度关系到用电安全，用电质量，节能用电，分布式能源等多个方面。
武汉艾睿达智能技术有限公司是一家致力于电力配网智能监控专业厂商，研发了基于跨平台技术的电力监控系统软件，基于可组态的通讯前置机等核心产品，提供配网监控的整体解决方案。
主要提供电力监控系统解决方案：
1) 10kV/35kV变电站综合自动化系统；
2) 配网开关站智能监控后台系统；
3) 光伏发电站综合监控系统；
4) 用电需求侧协调控制平台。
典型拓扑结构
依据低压开关站电力监控后台系统的具体特点，我们提出具有针对性的系统设计，典型系统结构拓扑图如下：
系统分为四层，第一层为设备层，包含：电力仪器仪表，微机继电保护，光伏逆变器，智能开关，故障及录波设备，温度巡检设备，直流屏等。
第二层为采集层，通过前置通信管理机，将本区域的设备通过通信接口和协议进行数据的采集和传输，通过标准的以太网接口向上一层传输数据。
第三层为传输层，通过交换机组建网络，将各个区域的采集设备，通过网络实现数据的传输，常见的有星形网，环网等，链路介质有双绞线和光纤，双绞线只能组建200米以内的区域网络，而光纤则不受距离限制，是可以组建复杂，长距离的传输层网络介质。
第四层为展示层，通过监控软件，提供图形化的呈现效果，将系统的运行数据进行图形展示，除展示之外，还提供故障信息采集，故障再现，历史数据，波形分析，运行日志，操作管理等功能。
物理系统结构
典型的系统实施结构如下图所示：
上图即为一个典型的系统物理结构，变电所内部设备通过RS485网络到通信箱，通信箱内置通信管理机和UPS电源等，将本地数据进行采集，通过通信箱的交换机与各个区域组成光纤环网，中控室则安装监控软件系统。
二、配电监控系统功能描述
2.1、配电监控系统数据采集功能
·交流量采集
·电流量：高、低压侧三相电流：IA、IB、IC
·电压量：高、低压侧三相线电压、三相相电压
·功率： P、Q、COSΦ、四象限有功电度、四象限无功电度
·系统频率：F
·谐波分量的测量
·温度测量：温度量
·直流电压量（绝缘监测）：正端对地、负端对地、控制母线电压监测、充放电电流的测量。
·模拟量的采集
2.2、遥信量采集功能
·断路器、隔离刀闸、地刀位置状态
·低压配电柜开关状态
·柴油发电机组输出开关状态、控制开关状态
·变压器风扇运行状态
·水泵状态、控制开关状态、阀门状态
·保护装置异常信号
·中央空调主机状态、控制开关状态
·低压开关的位置信号
·空压设备运行状况、联动信号反馈、控制开关状态
·安防设备状态
2.3、监控系统控制功能
·对高压开关柜的远方、就地控制及切换
·对用户所要求的带电动操作机构的其他开关远方、就地控制
·对部分暖通风机的控制
·对环境温度的控制
2.4、监控管理功能
系统由数据采集装置采集现场有关数据，包括数字量、模拟量及开关量，测量量、外部输入讯号等数据传至监控系统作实时处理，并可以从各智能设备读取运行状态，故障信息，在线时间及设备自检信息等，实时更新数据库及显示画面，并在屏幕上采用模拟图方式实时显示现场设备运行状况，显示实时和历史事件，并采用打印或报表等方式输出。
2.5、系统调度优化功能
设备实时监控：以图型方式进行实时监控、既可以通过画面对整个设备系统进行监控，也可以通过分画面对各系统设备进行详细监控。
实时数据监视：模拟量数值、实时曲线；开关量状态。
实现配电监控监控系统整体综合自动化的主要优点是可以进行整体优化调度，在监控中心可以根据预先确定设计好的控制算法进行自动优化调度，也可以提供优化指导，由操作员作出最后确认。例如系统经济运行优化，可以把系统节能和延长设备使用寿命为指标，通过优化系统参数、合理调度设备运行与保养等时间规划实现整体优化调度。
2.6、信息管理功能
操作管理：建立完善的管理程序，实现人员程序化管理，按章执行各种工作制度，对供配电倒闸操作或者变压器运行档位进行规范化的操作管理和运行。不同岗位人员设置不同操作权限，严防越权操作，保证系统操作安全。
设备信息管理：建立生产设备台帐，所有参数均登记进入管理系统，方便用户随时查询，以确保生产设备的安全可靠运行。
历史数据管理：将操作信息、设备信息、系统运行数据、故障信息统一建立历史数据库，进行分析管理。首先历史数据是系统故障分析的重要依据，另外也是系统优化的重要依据，对于系统调度优化，除了一些通用的理论方法外，更重要的是集团实际设备情况和运行情况，通过对运行历史数据的分析研究，再和先进的控制算法相结合，才能达到良好的优化效果。
报表管理：用户按照需求自我设定各种生产报表，系统自动生成管理运行日志，包括日报、月报、年报。系统根据采集到的数据进行相应的统计和分析，以报表为基础，为操作人员提供相应的统计结果。所有的操作记录、各种报警或故障信息，开关变位等等都自动生成相应的报表，存储在系统内，用户可以随时进行事故追忆和原因查找。
2.7、报警管理
配电监控系统可在任何时间在显示屏上通过弹出报警窗口方式显示最新的报警信号和提示，及时反映事故报警，并产生报警声音（用户可以指定在某些事件发生时或保护动作时自动发出报警）包括音响报警，语音报警，警铃报警。报警分模拟量报警和开关量报警，报警讯号一旦发出将持续不断直到有值班人员来处理并按报警取消或复归键。报警信号按时间先后顺序排队，报警信号分红黄两种颜色显示不同的报警级别，并用闪烁和不闪烁来区别某一报警是否已确认或已处理。所有报警信息均存储在事件记录中，作为对该报警之事后分析依据。
1.欢迎页面
欢迎页面不仅仅显示项目名称，制造单位等，更重要的是作为用户登录的主界面，只有拥有相应权限的用户，输入正确密码才能登入系统。
2.系统主界面
系统主界面显示系统时间，当前用户。按功能划分为多个选项，单击任一选项，进入选项的功能界面。
界面显示项目主接线图状态，页眉为项目名称信息。当有系统通信故障时，通信指示灯爆红，提示通讯故障。正常情况下，通讯指示灯常绿。
3.主接线图
主接线图二级菜单，按区域划分为多个子项，单击任一子项，进入子项的系统主接线图。系统主接线根据系统设计图纸，还原系统结构，并将实时信息进行显示，点击任一显示项，可以进入仪器仪表的详细实时信息。
对数据型仪表，显示采集数据信息：
对控制型仪表，除显示采集数据信息外，还具有实时控制功能，以及SOE功能：
4.实时数据
实时数据是完整显示系统设备的实时监测信息，按设备类型分成多个二级子项，如电力仪表、继电保护、直流、温控仪等。用table表、按接线回路方式呈现，清晰、直观的监测仪表实时信息。主接线图二级菜单，按区域划分为多个子项，单击任一子项，进入子项的系统主接线图。
5.抄表计量
抄表计量主要为具有计量功能的仪表实现按时间段、年、月、日等方式进行计量统计，减轻人为抄表的工作量，具有统计准确，实时操作，并可以导出为excel表，作为收费依据，也作为节能量化指标。
6.历史报表
历史报表按区域划分子项，点击进入之后，可以勾选需要查询的对象，设置查询日期，即可查询历史数据，并可以导出到excel作为数据分析的依据。
7.实时曲线
实时曲线按区域划分子项，点击进入之后，勾选需要显示的对象，一般为电流、电压、功率、温度等，即可显示所选对象的实时曲线。
8.历史曲线
历史曲线按区域划分子项，点击进入之后，勾选需要显示的对象，一般为电流、电压、功率、温度等，通过设置查询时间，可以将时间段内的数据查询出来以曲线的形式进行显示，并可以对X轴、Y轴进行缩放功能，便于对曲线数据进行分析。
9.事件信息
事件信息分为保护故障信息，SOE信息，报警信息，实时显示设备的故障状态，具有不同的颜色显示，也可以弹出报警框，并可以播放报警声音，或驱动警铃警笛等。
10.事件查询
事件查询时对报警的存盘信息进行历史查询的功能，按设备类型分类，可以查询输入时间段的历史报警信息，进行事件追忆，达到分析和记录的目的，可以导出到excel表。
11.日月年报表
日报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当天内各个时段的抄表值和耗电量。
月报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当月每天的抄表值和耗电量。以月为周期，查询日期设定起始时间为每个月的1号。（截止时间为30/31）
年报表，可以通过设定日期，以及楼层回路来查询当年每月的抄表值和耗电量。以年为周期，查询日期设定起始时间为每年的1月1号。
14.系统退出
点击系统退出，则可以退出真正运行的监控系统，可以设置退出权限，只有拥有权限的用户才可以安全退出系统，否则不允许系统退出。
四、配电监控系统技术指标
系统性能与指标：
武汉艾睿达智能技术有限公司提供的系统方案具有成熟化、模块化、监控软件和核心联网采集产品自主研发的特点，易于实施和扩展，易于根据客户的需求定制化调整，并具有很强的性价比特点。武汉艾睿达电力监控系统自推出市场以来获到了用户的亲睐，在多个行业和环节进行了应用，创造了良好的社会和经济效益。