1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明 1.1. 現(xiàn)狀 目前的用電監(jiān)控一般模式是PLC＋變送器模式，這種方式需要購(gòu)買(mǎi)PLC的模擬量模塊，一般每個(gè)模擬量輸入價(jià)格在300元以上，每個(gè)三相交流需要監(jiān)控6～9個(gè)模擬量，另外還要加配變送器模塊，每個(gè)電壓，電流變送器價(jià)格超過(guò)100元，功率和功率因數(shù)變送器更貴。 系統(tǒng)接線復(fù)雜，誤差環(huán)節(jié)多。 1.2. 設(shè)計(jì)思想 采用我們公司專業(yè)為用電監(jiān)控設(shè)計(jì)的RTU,優(yōu)點(diǎn)價(jià)格低廉，每路三相電監(jiān)控控制在1000元左右，接線簡(jiǎn)單，誤差環(huán)節(jié)少，精度高，可以監(jiān)控的量多，而且不需要另外的投資。 可以監(jiān)控的量：三相電壓、三相電流、三相功率、三相無(wú)功、總有功功率、總無(wú)功功率、功率因數(shù)、頻率、諧波分量等等?？梢杂?jì)算軟件積分電度，可以達(dá)到1.0級(jí)電能表的精度。 2. RTU系統(tǒng) RTU英文名稱Remote Terminal Unit，IEC現(xiàn)在給的名稱TeleControl。 是一種遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備。易控微網(wǎng)公司的STC-1是一種合乎IEC要求的一種微型RTU設(shè)備，其型號(hào)STC為Small TeleControl的縮寫(xiě)。STC-2是一種可以直接完成交流電量采集的微型RTU設(shè)備，主要用于變電站、用電、泵站的監(jiān)控。 2.1. 功能 2.1.1. STC-2設(shè)備 ● 三表法測(cè)量準(zhǔn)確測(cè)量三相交流電壓、電流、有功、無(wú)功、頻率、功率因數(shù)、零序電流等電參量, 可以測(cè)量變頻器輸出。 ● 具有3路獨(dú)立的開(kāi)關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警 ● 6路開(kāi)關(guān)量輸入，也可以作為脈沖量輸入 ● 2路直流采樣,可以接各種變送器 ● 兩路通信接口，支持MODBUS規(guī)約，支持主站端的熱備用 ● FFT算法，可計(jì)算1－7次諧波 2.1.2. MDS-1 微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù) 除了具有STC-2的測(cè)量功能外，還具有電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能。其保護(hù)功能 ● 三相異步電動(dòng)機(jī)的反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù) ● 三相電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條、軸承損壞、絕緣監(jiān)測(cè)等故障診斷功能 2.1.3. MDS-104微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù) ● 三表法測(cè)量準(zhǔn)確測(cè)量三相交流電壓、電流、有功、無(wú)功、頻率、功率因數(shù)、零序電流、零序電壓等電參量，快速數(shù)據(jù)刷新速度100次/S。測(cè)量數(shù)據(jù)刷新25次/S,也可以接成兩表法使用，兩表法下無(wú)法進(jìn)行負(fù)序保護(hù) ● 具有4路獨(dú)立的開(kāi)關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。 ● 6路開(kāi)關(guān)量輸入，也可以作為脈沖量輸入。 ● 4路隔離直流采樣,可以接各種變送器； ● 2路RS232/RS485通信接口，支持MODBUS規(guī)約。 ● FFT算法，可計(jì)算1－7次諧波。 ● 三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)電流保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、故障范圍判別等。 ● 線路三段過(guò)流速斷保護(hù)，反時(shí)限速斷保護(hù)，自動(dòng)重合閘 ● 可以通過(guò)正序和負(fù)序電流的計(jì)算，了解當(dāng)前電動(dòng)機(jī)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，防止電網(wǎng)事故導(dǎo)致相序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)燒毀。 2.1.4. STC-1設(shè)備 ● 8路開(kāi)關(guān)量輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。 ● 8路開(kāi)關(guān)量輸入，也可以作為脈沖量輸入。 ● 8路直流采樣,可以接各種變送器。 ● 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)485通信口，1個(gè)RS485/232接口，支持MODBUS或其它規(guī)約，擴(kuò)展更加容易。 ● 貼片安裝，無(wú)外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 ● 卡式導(dǎo)軌或螺絲固定 2.1.5. STC-101設(shè)備 ● 16路開(kāi)關(guān)量輸入， 支持脈沖計(jì)數(shù)，支持交直流0～400V輸入 ● 1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)485/232通信口，支持MODBUS或其它規(guī)約，擴(kuò)展更加容易 ● 貼片安裝，無(wú)外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 ● 卡式導(dǎo)軌或螺絲固定 2.1.6. STC-112設(shè)備 ● 4路開(kāi)關(guān)量輸出 ● 8路開(kāi)關(guān)量輸入，也可以作為脈沖量輸入。 ● 8路直流采樣,可以接各種變送器。 ● 2路隔離模擬量輸出，0～10V 或者0～20mA ● 1個(gè)隔離 485通信口，1個(gè)RS232接口，支持MODBUS RTU或者ASCII或其它規(guī)約 ● 卡式導(dǎo)軌或螺絲固定 ● 貼片安裝，無(wú)外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。 2.2. 配置 對(duì)于僅僅需要三相電監(jiān)控的場(chǎng)合，可以每條線路采用一臺(tái)STC-2；對(duì)于電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)場(chǎng)合，可以采用MDS-1產(chǎn)品；對(duì)于簡(jiǎn)單的需要知道是否通電的場(chǎng)合，可以采用STC-101模塊，每個(gè)模塊可以監(jiān)控16路，這樣系統(tǒng)總體成本最低； 對(duì)于需要大量采集直流量的場(chǎng)合，可以選用STC-1模塊； 對(duì)于需要模擬量輸出的場(chǎng)合，可以考慮STC-112模塊。 2.3. 安裝 如果室外使用，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)需要安裝一個(gè)監(jiān)測(cè)箱，監(jiān)測(cè)箱要求合乎IPC55防護(hù)等級(jí)要求。在監(jiān)測(cè)箱內(nèi)安裝1臺(tái)或者多臺(tái)STC-1、STC-2微型RTU，采用24V供電或者220V。如果采用24V供電，箱內(nèi)配一個(gè)220V/24VD 的開(kāi)關(guān)電源，給RTU。 對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)有控制柜的場(chǎng)合，直接把微型RTU安裝在控制柜內(nèi)部，這樣可以節(jié)省一些費(fèi)用，但是增加了施工的復(fù)雜度。 對(duì)于新建的項(xiàng)目，可以把微型RTU直接設(shè)計(jì)到控制柜上，加裝顯示模塊，可以直接替代傳統(tǒng)的儀表，而且可以完成計(jì)算機(jī)監(jiān)控。 3. 通信系統(tǒng) SCADA系統(tǒng)的通信方式可以多種多樣，考慮系統(tǒng)的可靠性，有可能還要有備用通道。通信的方式總體說(shuō)來(lái)分為兩種，一種是自己架設(shè)的專線系統(tǒng)，一種是架設(shè)在公網(wǎng)上的系統(tǒng)。 自己架設(shè)的系統(tǒng)：自成系統(tǒng)，不需要?jiǎng)e人參與，運(yùn)行費(fèi)用低，架設(shè)成本高，需要用戶自己維護(hù)。包括，自架的電話線，雙絞線，光纜，載波，微波，電臺(tái)等。 公網(wǎng)系統(tǒng)：電話線，專線，ISDN，幀中繼，衛(wèi)星線路，GPRS等。架設(shè)費(fèi)用低，不需要用戶維護(hù)，運(yùn)行費(fèi)用高。 用戶選擇時(shí)需要自己根據(jù)各種利益和費(fèi)用考慮。對(duì)于工廠用電監(jiān)控，考慮距離比較近，建議用戶自己敷設(shè)屏蔽電纜，價(jià)格比較低，基本沒(méi)有運(yùn)行費(fèi)用。 4. 主站端 選用計(jì)算機(jī)硬件軟件的原則為夠用，一定時(shí)間內(nèi)不落后。選用油井控制器的原則價(jià)格合理，可靠性高。 4.1. 硬件 根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況配置個(gè)人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器，包括監(jiān)控工作站、通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。 監(jiān)控工作站選用流行的個(gè)人計(jì)算機(jī)或者工控機(jī)。P4 2.0GHz ,512M RAM,80G 硬盤(pán)，20英寸顯示器或者17英寸LCD顯示器，鍵盤(pán)、鼠標(biāo)和多媒體套件。配備打印機(jī)一臺(tái)。 通信服務(wù)可以選擇工控機(jī)，對(duì)機(jī)器要求不是非常高，可以靈活配置。 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器選擇小型工作組服務(wù)器即可。 4.2. 軟件 軟件選用組態(tài)軟件，可以選用的產(chǎn)品：國(guó)內(nèi)的開(kāi)物2000，組態(tài)王等，國(guó)外的INTOUCH,FIX等。也可以考慮專業(yè)的電力監(jiān)控軟件。 組態(tài)軟件參考價(jià)格：國(guó)內(nèi)不限點(diǎn)版本 報(bào)價(jià) 5萬(wàn)元左右，可以有折扣。 電力監(jiān)控軟件：?jiǎn)螜C(jī)版 3萬(wàn)元左右。 國(guó)外軟件可以向代理商咨詢，也有國(guó)外的盜版軟件可用。 系統(tǒng)集成工作：包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建立，數(shù)據(jù)命名，畫(huà)面設(shè)計(jì)，畫(huà)面制作，畫(huà)面數(shù)據(jù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)鏈接。數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器安裝，配置。WEB服務(wù)安裝，配置，WEB頁(yè)面制作等。 完成功能： 監(jiān)控中心采集現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算處理，對(duì)運(yùn)行人員提供操作指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用電的監(jiān)測(cè)控制、潮流分析、諧波分析、故障診斷報(bào)告、歷史數(shù)據(jù)處理、趨勢(shì)顯示等功能。 5. 通訊規(guī)約 5.1. MODBUS規(guī)約 MODBUS規(guī)約是MODICOM公司開(kāi)發(fā)的一個(gè)為很多廠商支持的開(kāi)放規(guī)約 Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。 產(chǎn)品支持MODBUS規(guī)約的子集，支持主要功能碼： Read Coil Status （讀繼電器輸出） Read Input Status （讀開(kāi)關(guān)量輸入） Read Holding Registers（讀保持寄存器） Read Input Registers （讀輸入寄存器） Force Single Coil (設(shè)置單個(gè)繼電器) Preset Single Register （設(shè)置單個(gè)保持寄存器） Force Multiple Coils（設(shè)置多個(gè)線圈） Preset Multiple Registers（設(shè)置多個(gè)保持寄存器） Read General Reference （讀文件） Write General Reference （寫(xiě)文件） Read FIFO Queue（讀FIFO隊(duì)列） 6. 實(shí)際例子 下面就一個(gè)典型的10KV/400V變電站加以說(shuō)明。 一次接線圖 配置如下： 基本每個(gè)開(kāi)關(guān)采用一臺(tái)STC-2產(chǎn)品，10KV采用2表法，400V采用3表法；模擬量測(cè)量電壓，電流，功率，無(wú)功，功率因數(shù)，諧波等。每個(gè)開(kāi)關(guān)有兩個(gè)位置信號(hào)，每個(gè)隔離開(kāi)關(guān)有一個(gè)位置信號(hào)，一共4個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，每條線路還有1路電度表脈沖信號(hào)，需要5個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入，STC-2有6路，1路備用。開(kāi)關(guān)量輸出有3路，分別用于控制合閘、跳閘，1路備用。 131母聯(lián)開(kāi)關(guān)采用1臺(tái)STC-2測(cè)量10kv母聯(lián)電流，431采用1臺(tái)STC-2測(cè)量400V母聯(lián)電流。 電動(dòng)機(jī)保護(hù)采用MDS-104，測(cè)量電壓，電流，功率，無(wú)功，功率因數(shù)，提供三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)電流保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、故障范圍判別等。 電容器可以采用STC-2或者M(jìn)DS-104，STC-2僅僅進(jìn)行測(cè)量，MDS-104可以進(jìn)行電容器的過(guò)電壓保護(hù)。 主站端構(gòu)成： 由于規(guī)模較小，主站端采用1臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過(guò)1個(gè)隔離RS232/485轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成RS485信號(hào)，各臺(tái)設(shè)備構(gòu)成RS485網(wǎng)絡(luò)，軟件采用國(guó)內(nèi)的組態(tài)軟件。 整個(gè)系統(tǒng)造價(jià)低