FDCS總線在變配電網絡監控系統中的應用

1 引言
我公司某110kw總降壓變電站，始建于上世紀80年代中期，裝有2臺25mva主變，承擔著公司鐵前生產系統的多個二級廠的供電任務，特別在企業進行了一系列持續性的技改工程后，該總降承擔的供電任務更重，所形成的配電網絡更加復雜。為了能充分發掘供配電設施的潛力，需要建立一種先進的電力調度和管理手段，因此，應用現代信息化技術對該總降110kw/6kw變配電網絡進行技術改造顯得十分必要。
2 fdcs總線
現場總線是應用在生產現場在微機化測量設備之間實現雙向串行多節點數字通信的系統。
目前國際上有40多種現場總線，流行的有can、profibus、modbus 等，fdcs現場總線數據監控系統由長沙奧托自動化技術有限公司自行研制開發，采用現場總線、高速數字通訊、電荷平衡傳輸、誤差自動補償、網絡管理冗余等先進技術，專門用于工廠范圍內數據采集與監控的實時專用局域網。
fdcs數據監控系統是總線型數字通訊網絡，網絡上連接有計算機和前置機等主要設備。前置機安裝在生產現場，對各種信號進行測控，信號類型包括電壓、電流、熱電偶、熱電阻、電量等模擬量信號和開關（觸點）狀態、電平狀態、事件、頻率等數字量信號;計算機安裝在各監控室、調度中心、智能管理部門等，用于進行數據顯示、報警、報表、存儲等工作。
fdcs數據監控系統具有測量精度高、抗干擾能力強、通訊速度快距離遠、智能化程度高、使用簡單靈活、安裝維護方便、易于擴展等優點。
fdcs系統可配置99臺測控前置機和32臺主機（上位計算機），采用分布式網絡總線結構，用一根屏蔽雙絞線構成系統的通訊總線，分散在現場的測控設備和計算機均連接在這根通訊總線上。測控前置機可靠近現場的一次儀表和執行器安裝。所有上位計算機均可共享系統的資源;可安裝在系統的不同地點，完成不同的工作;可互為雙機熱備份，備用機可自動替代故障機投入運行，具有很高的系統可靠性。
3 變配電網絡監控系統
該二總降每個高壓配電柜有三組信號，電流、分合閘狀態、事故跳閘狀態;變配電網絡監控系統實時監測的各配電柜分合閘狀態、電流大小，監測配電柜的事故跳閘信號，發送事故音響信號，如圖1所示。

（1） 硬件的組成
該系統由1臺研華工業控制計算機、1塊fdcs n100網絡通訊卡、3臺a120模擬量前置機、6臺d3208數字量前置機、電流變送器、事故音響喇叭一套組成;
a） 電流變送器:將高壓配電柜送出的0-5a交流電流轉換為1-5v直流信號并送給fdcs模擬量前置機。
b） fdcs-a120前置機:具有20個采集通道，實時采集變送器送出的1-5v電壓信號，再依據高壓配電柜的電流互感器的變比計算該配電柜的電流;fdcs-a120前置機具有工程單位變換功能，在前置機內對變送器的輸出信號（-5v～+5v）進行變換，直接得到實際的電流等。工程單位變換使用一元一次線性變換，例312柜的電流互感器的變比為500/5，其變送器輸出為（1-5v信號）那么變換公式如下:
y（a）=ax（mv）+b
x─測量電壓值（1000～5000mv）
y─計算電流值（0～500a）
斜率─a=0.125 截距─b=-125
c） fdcs-d3208前置機:具有20個測量通道和8個輸出通道，可實時采集各配電柜的分合閘狀態，記錄各配電柜分合閘操作的時間，檢測各配電柜事故跳閘事件，并發送事故音響報警;
d） fdcs-n100網絡通訊卡:該卡插在計算機的pci插槽中，用屏蔽雙絞線連接fdcs網絡，采集網絡中前置機測量的數據，并向前置機發送各種命令。
4 監控軟件
變配電監控軟件采用vc++6.0編寫，它分為數據采集處理、數據顯示、系統報警、數據存儲與報表、系統維護五個子系統，它具有友好的人機交互操作界面，操作人員和管理人員非常直觀和快捷監視現場的運行狀況。
（1） 數據采集處理:定時:采集現場的實時數據同時進行計算處理，檢測各配電柜的分合閘狀態，記錄各配電柜分合閘、跳閘時間。
（2） 數據顯示:用表盤、表格、曲線和流程圖等方式顯示各實時數據或歷史數據。表盤顯示用模擬真實表盤，實時顯示各配電柜電流;表格顯示以表格的形式顯示實時數據;曲線顯示以曲線的形式顯示各配電柜電流負荷運行變化，根據曲線的變化趨勢對各用戶負荷情況分析;流程圖實時顯示高壓配電柜的電流大小、分合閘狀況。
（3） 系統監控和報警:系統監控和報警分為電流負荷報警、事故跳閘報警和fdcs測量設備報警，電流負荷報警用于顯示各配電柜電流的實時報警情況和報警歷史記錄、事故跳閘報警處理。當檢測到某配電柜的出現事故跳閘時，立即從d3208輸出通道輸出一個事故音響報警信號。fdcs測量設備報警監視各測量采集設備的運行情況，發現故障立即報警，提醒采取相應處理措施，啟動備用設備或維修更換設備等。
（4） 數據存儲與報表:數據存儲可以存儲前一年的歷史數據，一年以后的新數據將覆蓋舊數據，存儲的數據包括:各配電柜的電流，各配電柜的分合閘操作記錄，各配電柜的事故跳閘記錄。依據存儲的數據生成每天的運行日志報表，并可依據各配電柜跳閘的時間及電流的大小進行事故追憶。
（5） 系統維護:包括測點屬性設置、測點表打印、顯示分組設置、曲線分組設置功能，用于系統的安裝調試及日后的運行維護。
5 結束語
該系統投入運行近2年，系統運行穩定、可靠，工程造價低，實施方便。對正常生產供電基本無影響。該系統的建成，徹底改變了過去該總降運行調度靠人工抄報的落后方式，為應用信息技術改造和提升傳統產業進行了一次有益的嘗試。
目前，我們正積極將該技術應用于其它總降系統，以構筑1個完整變配電網絡監控系統，并最終歸入全公司能源監控網絡的建設之中。