摘要：介紹(shào)安科瑞(ruì)高壓試驗(yàn)監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)，對天(tiān)威保變（秦(qín)皇島(dǎo)）變壓器有限(xiàn)公司±1100kV特(tè)高(gāo)壓(yā)變(biàn)壓器基地(dì)建(jiàn)設項(xiàng)目(mù)高壓試(shì)驗進行監控，係(xì)統(tǒng)有PLC和後(hòu)台(tái)軟件組成的(dí)自動(dòng)控(kòng)製回(huí)路和操(cāo)作(zuò)台按(àn)鈕等(děng)組成的(dí)手動(dòng)控製回路(lù)兩套試(shì)驗綫(xiàn)路，可(kě)充(chōng)分(fēn)保證(zhèng)在(zài)某一點故障(zhàng)時，不影(yǐng)響(xiǎng)正(zhèng)常(cháng)的操(cāo)作和試(shì)驗工(gōng)作的(dí)進行
。

關鍵詞(cí)：PLC；特高壓變壓器(qì)實(shí)驗基地(dì)；空(kōng)載(zǎi)實(shí)驗(yàn)；負(fù)載損耗(hào)實驗；感應(yīng)耐(nài)壓(yā)實(shí)驗(yàn)；

0概述(shù) 

  天威保變(biàn)（秦皇島）變壓(yā)器有限公司(sī)成立於2006年(nián)4月(yuè)6日， 由保定天(tiān)威(wēi)保變電氣(qì)股份有限(xiàn)公司，河北省(shěng)建設投資公(gōng)司共同組(zǔ)建，總(zǒng)投資3.45億(yì)元，占地160000平方(fāng)米(mǐ)，坐(zuò)落(là)在美麗的海濱城(chéng)市(shì)秦皇島(dǎo)市(shì)經濟技(jì)術(shù)開發(fā)區(qū)東區（山海關(guān)）
。

  安(ān)科(kē)瑞(ruì)電氣(qì)股(gǔ)份(fèn)有(yǒu)限公(gōng)司(sī)於(yú)2016年10月(yuè)承接天威保(bǎo)變(biàn)（秦皇島(dǎo)）變壓器有(yǒu)限(xiàn)公司投資建(jiàn)設(shè)的“±1100kV特(tè)高壓(yā)變壓器(qì)基地(dì)建設(shè)項(xiàng)目”中(zhōng)的(dí)高壓實驗(yàn)自(zì)動監(jiān)控係(xì)統
。

1客(kè)戶需求(qiú)

  試驗(yàn)係統完成(chéng)的變壓器產(chǎn)品試驗(yàn)項(xiàng)目，具體內容(róng)如下：

  1.1 空載(zǎi)電流(liú)和(hé)空(kōng)載(zǎi)損耗(hào)測量(liáng)

  1.2 空載電(diàn)流諧(xié)波測(cè)量

  1.3外(wài)施(shī)感應耐(nài)壓(yā)試(shì)驗(yàn)

  1.4短路阻(zǔ)抗(kàng)和負載損耗(hào)測量

  1.5三相變(biàn)壓(yā)器零序阻(zǔ)抗(kàng)測量

  1.6溫升試(shì)驗

具(jù)體(tǐ)要求

  依據被試變壓器(qì)測試(shì)電壓(yā)，調整(zhěng)中間變(biàn)壓器(qì)電壓分接(jiē)，顯(xiǎn)示分接開關分(fēn)接位置(zhì)，確定(dìng)並調(tiáo)整電壓互感器(qì)電壓(yā)檔(dàng)位，顯示電壓互感器檔(dàng)位及(jí)變比，依據被試(shì)電(diàn)流大小確(què)定並(bìng)調整電流(liú)互感(gǎn)器檔位(wèi)，顯示電流(liú)互感(gǎn)器檔(dàng)位及變(biàn)比(bǐ)；並保(bǎo)證互(hù)感器(qì)二(èr)次不(bù)開(kāi)路；確(què)認隔離刀(dāo)的(dí)位置(zhì)並判斷是否(fǒu)正(zhèng)確
。依(yī)據試(shì)驗電(diàn)壓，電流(liú)確定過電壓(yā)，過(guò)電(diàn)流的值(zhí)，並(bìng)進(jìn)行(háng)保護
。（一(yī)般(bān)電壓不超(chāo)過(guò)105%，電(diàn)流(liú)不超過120%）
。

  控製試(shì)驗輸(shū)出母綫的隔(gé)離刀分(fēn)，合位(wèi)置是否(fǒu)正確(què)
。對分(fēn)，合(hé)位(wèi)置不(bù)正(zhèng)開(kāi)關進(jìn)行提(tí)示，並且直到(dào)錯誤糾正(zhèng)後才進(jìn)行下一步(bù)操(cāo)作(zuò)
。

  係(xì)統(tǒng)應(yīng)具有(yǒu)試(shì)驗(yàn)速度快(kuài)，試驗數據精(jīng)度(dù)高(gāo)，自(zì)動(dòng)記錄各項性(xìng)能數據並實時顯示(shì)試品各項(xiàng)試驗結(jié)果(guǒ)等性(xìng)能(néng)
。同時可(kě)以(yǐ)對(duì)實驗數據進(jìn)行存儲和(hé)打(dǎ)印
。

2係統(tǒng)結(jié)構描述

  本套監控係(xì)統(tǒng)主(zhǔ)要實現對本(běn)項目的(dí)各(gè)配(pèi)電(diàn)回路(lù)進行(háng)監控(kòng)
。監(jiān)測對象主要為配(pèi)電櫃中(zhōng)BXD325微機保(bǎo)護裝(zhuāng)置(zhì)，溫濕(shī)度(dù)WHD96-22/C，CE100儀表，40-1號(hào)PLC櫃(guì)以(yǐ)及發(fā)電(diàn)機(jī)組控製PLC櫃
。

  係統網絡(luò)結構圖(tú)

  本(běn)配電(diàn)係統采用(yòng)分(fēn)層分布式(shì)結構(gòu)，即站控(kòng)管(guǎn)理層(céng)，網(wǎng)絡通訊層與現場(cháng)設備(bèi)層；如(rú)下圖2-1所示(shì)：

圖 2-1

2.1  站(zhàn)控(kòng)管(guǎn)理層

  站控管理(lǐ)層(céng)一(yī)般(bān)設於中(zhōng)心(xīn)變電站值班室(shì)或其他(tā)地方(fāng)
。包(bāo)含(hán)監(jiān)控計算(suàn)機(jī)，網絡交(jiāo)換(huàn)機(jī)，打(dǎ)印機，UPS，配置(zhì)軟件，監控軟件(jiàn)
。主要功能是(shì)接受網絡層上(shàng)傳的數據，並正確分析顯(xiǎn)示(shì)給客(kè)戶，讓(ràng)用戶(hù)時間知(zhī)道(dào)現場設(shè)備(bèi)的運(yùn)行(háng)狀態
。

2.1.1  監(jiān)控主(zhǔ)機

  40-1號PLC櫃子220V交流(liú)電輸(shū)入到PLC櫃內UPS，UPS輸出(chū)到(dào)監控主機(jī)
。由於(yú)UPS有(yǒu)可以(yǐ)儲存電(diàn)能，即使由(yóu)於外部故(gù)障(zhàng)導(dǎo)致突(tū)然斷電，監控(kòng)主(zhǔ)機也不會(huì)因(yīn)此(cǐ)斷(duàn)電
。下(xià)圖2-2是40-2號操作(zuò)台裏麵(miàn)的(dí)DELL監(jiān)控(kòng)主機
。

圖(tú) 2-2

2.2  網絡(luò)通訊層

  網絡通訊層(céng)包(bāo)含(hán)數據(jù)采(cǎi)集器，網絡交(jiāo)換機(jī)等(děng)設備(bèi)組(zǔ)成
。主要功(gōng)能是(shì)從(cóng)設備(bèi)層采集(jí)數據，然後將(jiāng)數(shù)據上(shàng)傳至(zhì)監(jiān)控(kòng)主機服(fú)務(wù)器(qì)
。

2.2.1  儀表的通(tōng)訊接(jiē)綫

  10KV高(gāo)壓(yā)開關櫃上麵的(dí)BXD325微(wēi)機保護裝置，溫濕(shī)度(dù)WHD96-22/C，CE100等(děng)設備(bèi)以及操(cāo)作台上的6塊(kuài)安科瑞儀表(biǎo)通訊綫(xiàn)一(yī)端(duān)在(zài)40-2號(hào)操(cāo)作台X3，X4端子排(pái)上(shàng)的，如圖2-3
。另一(yī)端連(lián)接(jiē)到電腦操(cāo)作台(tái)裏的MOXA串(chuàn)口(kǒu)服務(wù)器上(shàng)
。

圖 2-3

2.2.2  PLC的通(tōng)訊接(jiē)綫

  PLC通過(guò)PROFIBUS網絡電(diàn)纜連接，兩(liǎng)端都接入DP接頭
。一端(duān)DP接頭插入到40-1號PLC 端上，如(rú)圖(tú)2-4
。另一端(duān)接(jiē)在電(diàn)腦後端(duān)的DP接頭
。

圖 2-4

2.3  現場(cháng)設備層

  現(xiàn)場設(shè)備主(zhǔ)要為(wéi)配電(diàn)櫃(guì)中(zhōng)BXD325微機(jī)保護裝置，溫濕(shī)度WHD96-22/C，CE100儀(yí)表，40-1號PLC櫃(guì)以及發電機組控製(zhì)PLC櫃
。設備(bèi)上的(dí)數(shù)據(jù)通過網絡(luò)通(tōng)訊層傳(chuán)輸(shū)到監控(kòng)主機上(shàng)進行顯示
。

2.3.1  PLC櫃(guì)

  圖2-5中第1部(bù)分為西門(mén)子PLC，從左(zuǒ)向右分(fēn)別為電源PS 307，CPU315-2DP，3個數(shù)字(zì)量輸入模(mó)塊 ，1個(gè)數(shù)字輸出(chū)模塊(kuài)，1個模擬(nǐ)量(liáng)輸入模塊，1個CP341通(tōng)訊(xùn)模(mó)塊(kuài)
。電(diàn)源PS 307給(gěi)CPU，數字(zì)輸入(rù)輸出(chū)模塊提(tí)供電
。3個數字(zì)量輸入模塊采集3組隔離刀信(xìn)號，630KV調壓(yā)器信(xìn)號，中間(jiān)變壓器(qì)狀(zhuàng)態信號(hào)等設(shè)備狀態(tài)
。通過1個(gè)數(shù)字(zì)輸(shū)出模塊可以(yǐ)對3對(duì)隔(gé)離(lí)刀組(zǔ)，630KV調壓(yā)器，4對發電(diàn)機組進(jìn)行(háng)遠程遙(yáo)控
。

圖 2-5

  圖2-5中(zhōng)第(dì)2部分(fēn)是斷路器(qì)
。QF1斷路(lù)器控製(zhì)著整(zhěng)個PLC機櫃的用(yòng)電；QF2斷路(lù)器(qì)控製著(zhuó)PLC電(diàn)源(yuán)模塊；QF3斷路器控製著(zhuó)機櫃的(dí)照(zhào)明風(fēng)扇等(děng)
。

  圖2-5中(zhōng)第(dì)3部分是(shì)中(zhōng)間繼電器(qì)，用於電路(lù)中傳遞(dì)中(zhōng)間信號(hào)
。

3係(xì)統功能概(gài)述(shù)

  本係統主要實現以下功能：

  1）．係統(tǒng)一次圖顯示(shì)可實(shí)時(shí)觀(guān)察開關櫃斷路器，隔離(lí)開關的分(fēn)合(hé)閘(zhá)狀(zhuàng)態(tài)以(yǐ)及中間變壓器等設(shè)備的狀(zhuàng)態；

  2）．係(xì)統(tǒng)實現了(liǎo)對5MVA發電機，7.5MVA發(fā)電(diàn)機，15MVA發電機(jī)，30MVA發(fā)電(diàn)機(jī)等(děng)四(sì)台(tái)機(jī)組(zǔ)的加(jiā)磁，滅磁，勵磁電(diàn)流的粗增(zēng)，粗(cū)減(jiǎn)，細(xì)增(zēng)，細減的調壓功能；

  3）．係(xì)統實(shí)現了遠程控(kòng)製39-1號(hào)高壓(yā)櫃，34-1號(hào)高壓(yā)櫃(guì)斷(duàn)路器分合(hé)閘的功能；

  4）．係統實現(xiàn)了對630KV調壓器升壓(yā)，降壓(yā)控(kòng)製功能(néng)；

  5）．係(xì)統實現了對35-1-3，35-4-6，36-1-3 三組隔(gé)離刀(dāo)組(zǔ)的(dí)遠程分(fēn)合(hé)閘(zhá)功能；

  6）．係統實現了(liǎo)用(yòng)戶設定(dìng)時(shí)間參數查詢電壓，電流(liú) ，功率(shuài)，溫度(dù)，濕度等(děng)參(cān)數(shù)；

  7）．運行事件(jiàn)報警，記(jì)錄及(jí)查(chá)詢打印(yìn)功能(néng)；

  8）．設備運行(háng)狀態(tài)的實時動態顯示；

  9）．設備(bèi)通訊(xùn)異常(cháng)實時采(cǎi)集顯示；

  10）．用戶權(quán)限(xiàn)管理； 

配電(diàn)監(jiān)控功能(néng)

  可(kě)查(chá)看個配電回路的(dí)分(fēn)布和連(lián)接(jiē)情(qíng)況(kuàng)以(yǐ)及主要的電(diàn)參量(liáng)
。主(zhǔ)要數據包括(kuò)：電(diàn)流(liú)，電壓，功(gōng)率，功率(shuài)因數(shù)，溫(wēn)濕(shī)度以(yǐ)及(jí)開(kāi)關(guān)狀態
。

圖(tú) 3-1

  係統(tǒng)圖的(dí)各個回路(lù)開關(guān)狀(zhuàng)態在分閘時會顯(xiǎn)示(shì)綠色，合(hé)閘後會顯示(shì)紅(hóng)色，以此(cǐ)區(qū)分(fēn)
。在(zài)圖3-1界麵(miàn)中主(zhǔ)要實現了(liǎo)以下功(gōng)能：

  1，39-1，34-1開關櫃(guì)的(dí)斷路器(qì)遠(yuǎn)程(chéng)遙控(kòng)功能
。

圖(tú) 3-2

  2，35-1~3，35-4~6，36-1~3 三組隔(gé)離(lí)刀的遠(yuǎn)程(chéng)遙控功(gōng)能
。

圖 3-3

  3，630kV調壓器的遠程(chéng)升降調壓功能(néng)
。

圖 3-4

  用(yòng)戶(hù)在升壓(yā)之需確保(bǎo)34-1號開(kāi)關櫃斷路器已(yǐ)經合閘，否(fǒu)則係(xì)統將(jiāng)彈出如圖3-5的(dí)提示界(jiè)麵無(wú)法升(shēng)壓(yā)
。

圖(tú) 3-5

  4，對5MVA發電(diàn)機，7.5MVA發電機(jī)，15MVA發(fā)電機，30MVA發(fā)電(diàn)機等四台機組的加(jiā)磁(cí)，滅磁，勵(lì)磁(cí)電流的粗(cū)增，粗(cū)減，細(xì)增(zēng)，細(xì)減的調(tiáo)壓功能(néng)；如圖(tú)3-6：

圖(tú) 3-6

  5，用戶可以對中間變壓(yā)器(qì)狀(zhuàng)態實現監測(cè)功能
。如(rú)圖(tú)3-7所(suǒ)示：

圖(tú) 3-7

  6，在(zài)圖3-1中(zhōng)，用(yòng)戶(hù)可以對警(jǐng)鈴(líng)，警燈進行遙(yáo)控(kòng)，點擊相(xiāng)應(yīng)按鈕(niǔ)警鈴(líng)響，警(jǐng)燈閃(shǎn)爍，再點(diǎn)擊警(jǐng)鈴滅(miè)，警燈(dēng)不閃(shǎn)爍
。

  7，屏蔽門(mén)監(jiān)測功能(néng)，如果有屏蔽門(mén)開啟(qǐ)，圖3-1中屏蔽(bì)門將(jiāng)會(huì)一(yī)直閃爍
。

數據查(chá)詢

  點擊菜(cài)單(dān)欄上的(dí)“數(shù)據查詢”，即彈出圖3-8所示表格(gé)：

圖(tú) 3-8

  設置(zhì)時間控件(jiàn)的(dí)時(shí)間，點(diǎn)擊查詢按(àn)鈕即可查詢歷(lì)史某時(shí)刻(kè)的各個回(huí)路的參量(liáng)報表(biǎo)
。主要數(shù)據包括(kuò)：電(diàn)壓，電(diàn)流，有功功率，無(wú)功功率，，功率因(yīn)數，頻(pín)率(shuài)，溫濕(shī)度等(děng)參(cān)數
。該(gāi)報表可(kě)以(yǐ)以電子表格的方(fāng)式導出(chū)和具(jù)備(bèi)打印(yìn)功(gōng)能(néng)
。

報(bào)警(jǐng)查(chá)詢(xún)

  點擊(jī)菜單欄(lán)上(shàng)的“報警查(chá)詢(xún)”，即(jí)彈(dàn)出圖3-9所示(shì)報(bào)警(jǐng)界麵：

圖 3-9

  通過(guò)該功能(néng)用(yòng)戶可(kě)以(yǐ)查(chá)詢(xún)到各(gè)種開關(guān)狀(zhuàng)態變化情況
。可(kě)以(yǐ)查(chá)詢到(dào)時間，對應的(dí)點位，動(dòng)作情(qíng)況(kuàng)等(děng)信息
。報(bào)警設(shè)置功能可以(yǐ)以電子表格(gé)的方式(shì)具備打印功能
。

通訊狀態(tài)

  點擊(jī)菜單欄的“通訊狀(zhuàng)態”，見(jiàn)圖3-10：

圖 3-10

  進(jìn)入(rù)通訊(xùn)狀態(tài)後(hòu)，能夠看(kàn)到整(zhěng)個係統采用(yòng)已變(biàn)壓器為幹綫的分(fēn)布式網絡(luò)結構，具(jù)有(yǒu)係(xì)統網(wǎng)絡診斷(duàn)功(gōng)能(néng)
。能(néng)實(shí)時(shí)監控係(xì)統網絡通(tōng)訊(xùn)狀(zhuàng)態，出(chū)現網(wǎng)絡(luò)故(gù)障(zhàng)時(shí)，係統自(zì)動顯示(shì)故障(zhàng)綫路及具體單元
。

用戶權(quán)限(xiàn)管理(lǐ)

圖(tú) 3-11

  用(yòng)戶(hù)管(guǎn)理(lǐ)界麵為(wéi)用戶提(tí)供了3項(xiàng)與用戶(hù)身份和(hé)管(guǎn)理有關的(dí)功(gōng)能(néng)
。“用(yòng)戶登錄(lù)”可以(yǐ)實現登錄用(yòng)戶身份的(dí)切(qiē)換；已(yǐ)登錄(lù)用戶可以(yǐ)通(tōng)過(guò)“用戶注(zhù)銷”刪除(chú)登錄(lù)用戶(hù)的(dí)身份(fèn)；“管(guǎn)理員(yuán)”可以通(tōng)過(guò)“用戶(hù)配(pèi)置(zhì)” ，修(xiū)改所有(yǒu)用戶(hù)的(dí)登(dēng)錄(lù)密碼(mǎ)；”管理員(yuán)“可(kě)以(yǐ)使用“添加刪除”增添(tiān)用戶(hù)身份(fèn)，也(yě)可以刪除已有的(dí)用(yòng)戶身(shēn)份(fèn)
。

4結(jié)束(shù)語(yǔ)：

  采用(yòng)PLC編程控(kòng)製係(xì)統對整(zhěng)套試驗站(zhàn)的(dí)控(kòng)製部(bù)分(fēn)進(jìn)行(háng)集(jí)中控製(zhì)，通過(guò)復(fù)雜(zá)的(dí)聯鎖(suǒ)及互鎖(suǒ)電路設計，防(fáng)止(zhǐ)人為(wéi)誤(wù)操作事(shì)件的發生；所(suǒ)采用PLC編程控(kòng)製器(qì)由德國西(xī)門子(zǐ)生(shēng)產(chǎn)；配合進(jìn)口功(gōng)率分析儀等測量(liáng)儀器，可對各項數據進(jìn)行測量(liáng)，采集(jí)，顯示，儲(chǔ)存(cún)；PLC控製(zhì)櫃(guì)與(yǔ)監控(kòng)係統采(cǎi)用(yòng)光(guāng)纖通(tōng)訊；試(shì)驗站(zhàn)通過高壓(yā)隔離切(qiē)換可以(yǐ)完(wán)成試驗電源(yuán)的選用(yòng)，同(tóng)時可以將(jiāng)試驗(yàn)電(diàn)源控製(zhì)權(quán)交(jiāo)由(yóu)試驗(yàn)台控製；由於(yú)兩試(shì)驗(yàn)室(shì)共用兩套試(shì)驗(yàn)電源(yuán)
。接(jiē)綫較(jiào)為復(fù)雜，為了(liǎo)保(bǎo)證(zhèng)設(shè)備和(hé)人(rén)身安全，各試驗台設置了電氣互鎖
。同(tóng)時在試驗(yàn)室內設置模擬(nǐ)運行盤，以(yǐ)顯(xiǎn)示(shì)試(shì)驗(yàn)係統的(dí)連接(jiē)狀態，便於試驗人員掌握設(shè)備總體(tǐ)運行情況
。

  高壓試(shì)驗(yàn)係(xì)統自(zì)投入(rù)運(yùn)行後(hòu)，大大提高(gāo)了(liǎo)試驗數據的(dí)準(zhǔn)確(què)性(xìng)和(hé)數據保(bǎo)存時(shí)間，為實現(xiàn)出廠變壓器的可追溯性提供了基(jī)礎數據(jù)和(hé)依(yī)據(jù)
。