摘要：随着经济的发展和现代科学技术的提高，电力已经深入到了人们工作生活的各个方面。本文针对目前电力监控系统的不足，选择合适的现场总线等工业组态软件，研究和设计一种低压电力监控系统，能够对低压供电现场运行的数据进行采集，方便人们查询和使用，并且能够对低压供电进行远程监控。适合普通低压供电系统的监控系统。
关键词：电力监控，组态软件，电力系统，低压供电

1引言

目前，在低压供配电的系统内，它的保护功能以及控制功能主要集中体现在低压断路器上。低压断路器的功能是负荷的投入和切除，它又承载着过压、失压、欠压、过载以及过流等的保护功能，低压断路器是供配电整个系统的核心电器。供配电系统内部一般都配备有多个断路器，例如母联断路器、备用电源联锁断路器、联络断路器以及负荷断路器等等。当系统开始送电时，这些断路器一定要按照特定的程序进行操作，当然停电的操作也是这样，这些特定的操作需要由专业的电气作业人员去完成，在要求比较高的场合。则需要24小时都有人工值守，以便于在系统出现故障后，系统能够及时的处理故障并且及时投入电源，以保证供电系统能够正常运行。这样就会大大地增加供配电系统的营运成本，而且又很难保证整个系统的实时性、可靠性以及安全性。伴随着生产规模的进一步扩大。自动化水平的进一步提高，越来越多的电力部门以及工业企业意识到了有必要对于供用电情况进行监控，建立起完善的供用电的监控系统将是今后工作的重点^[1,2]。

2工业监控组态软件概述

伴随着工业控制以及计算机技术逐渐变得成熟，工业监控组态软件逐渐发展起来。工业监控软件是工业控制自动化的一个极其重要的组成部分，它可以很方便的解决传统工业控制软件内部存在的各种问题，使用户能依据自己的控制对象以及控制目的的任意不同组态，完成最后的自动化控制工程。经过了多年的发展以后，现在工业监控组态软件^[3]已经取得了巨大的进步。国内的知名工业监控组态软件有：力控、组态土以及MCGS等。本文在低压监控系统设计过程中，采用现场总线以及计算机的监测控制技术。

3现场总线技术

在低压配电电力监控系统设计时，现场总线被引入，因为现场总线可以保证低压配电系统运行的可靠性，其在工业监控中得到了极其广泛的应用。电力监控系统贯彻并且执行了“分散控制，集中管理”的控制思想，因此基于现场总线技术的低压配电监控系统通常包括现场设备层和过程监控层。
（一）现场设备层
低压配电监控系统基于现场总线技术，其把电力应用的整个过程的控制功能进行了分散，为全部的配电柜配备了现场智能仪表，现场智能仪表都拥有微型处理器，并结合了实际的情况，能够进行实施的数据采集，并且进行A/D转换。对相关的设备采取了一些相应的保护措施，用以保证电压配电网络的稳定性和生产设备的安全。智能现场仪表可以互相通信，实现交互操作，将采集到的实时数据上传到监控PC，以便对供配电设备的管理。
（二）过程监控层
由于数据传输具有实时性和周期性，并且传输量大，因此过程监控层主要用来进行数据传输过程监控。在监控站中的计算机内部运行着监控软件，这个监控软件是整个监控系统中极其重要的部分之一，是过程监控层的中心灵魂所在。监控软件的任务是协调完成其与各个现场智能仪表的数据通讯业务，并且把现场智能仪表已经采集到的电压、电流和报警信息、事故信息等各种数据以图表、曲线等直观的方式表达出来，直接的反映出电力设备运行的状况，供电力设备操作人员参考和记录，同时，操作人员发出的控制信息等也需要通过监控软件实现。

4电力监控系统设计与实现

4.1 电力监控系统设计
电力监控系统主要包含数据采集控制、通信和监控软件等三大部分，其详细介绍如下：
（1）.       数据采集控制部分：其主要功能是实时的采集供电设备的运行参数以保证设备能够正常运行。
（2）.       通信部分主要是采用了现场总线，实现电力设备运行时电流、电压等报警、事故信息数据的传输。
（3）.       监控软件部分的主要功能是实现了对大量设备进行网络化的管理。在电力监控系统设计过程中，在一台PC机采用监控软件可以同时监控大量的设备，观察分析其运行状况，并且实现对运行时数据进行保存，加强对电力设备的远程控制。
4.2现场总线选择
基于相关的实践和研究发现，一个先进的低压电力监控系统拥有以下的特点：较高的系统控制和保护功能、运行可靠性；对于电力设备的保护、控制等动作执行要准确和及时；对电力设备进行保护、控制、监测的点要非常多，以便于设备监控；各个控制、保护以及监控点要分散在不同的配电柜。
基于电力监控系统的特点要求，我们分析了现有的基于现场总线技术的电力监控系统的技术和运行效果，认定CC—Link/LT是一种专门对于电力监控控制点分散的传感器、执行部件以及其它小型I/O的应用等设计以及研发的开放式协议，十分适合低压配电的数据采集以及总线控制，因此电力监控系统在实现时采取了CC—Link/LT现场总线控制方式。
4.3电力监控系统实现
在系统实现过程中，电力监控系统主要通过以下步骤实现：
（1）.       信号采集：电力监控系统将低压配电现场的电量经过各类变送器，例如电压变送器、功率因数变送器、电流变送器以及功率变送器等进行采集，采集到的电量数据是整个系统控制以及保护的核心数据。变送器会将这些电量转化成为标准的电流信号。
（2）.       A/D转换：电力监控系统把采集的标准的电流信号传输到本地的远程A/D模块。该模块会将这些模拟电量信号转换为数字信号。
（3）.       I/O传送：远程I/O模块接收发出的数字信号，并作为输入信号经过CC—Link/LT总线传送到主站，如此主站的PLC就能够接受到例如断路器的开合状态、电压以及电流等设备运行的状态及其数据。
（4）.       下位机选取的CC—Link/LT现场总线的控制方式：采用三菱FX2N—32MR PLC当作控制以及运算的中心，再根据这些数据以及I/O的变化来发出相应的控制指令并完成了整个系统的管理。
（5）.       上位机根据监视数据发出各种指令，再经由PLC^[4]主站发出输出信号，经过现场总线，再由远程I/O模块进行执行，进而完成各个断路器的合闸与分闸的操作和报警等操控工作。
4.4系统的功能测试
经过硬件连接、监控软件调试、现场总线系统构成以及PLC控制程序调试四大部份的工作。采取CC—Link/LT^[5]的低压供配电监控系统就能够进行运行了，再通过实际的测试，系统就能实现了要求的相关功能。通过详细的测试，我们发现系统可以实现以下监控功能：
（1）.       系统能够实时监测低压电源的进出线的电压、功率因数、电流以及功率的状态和数据。
（2）.       系统能够监控各级负荷的电压、电流以及功率，如果系统超负荷时会切除低优先级的负荷，并按照功率因素的要求，能够及时的按照预先设定的要求，自动执行投入电容和功率补偿的工作。
（3）.       系统能够实现断路器的自动控制以及预设定控制的工作，自动投切母联断路器、联络断路器以及负荷断路器。既是如果超过额定的负荷时，会按优先级进行切除负载的工作；当供电恢复的时候，会按照设定的优先程序，进行启动各个断路器的工作，迅速地恢复运行，避免了同时启动各个设备造成的供电系统跳闸的问题。

5结束语

本文充分的分析了工业控制计算机、监控软件以及现场总线等技术的应用特点，对低压配电的电力监控系统进行了研究与设计，通过PLC作为其控制核心，基于CC—link/LT总线共同构成低压配电的监控系统，该系统可以对供配电设备进行运行时参数的采集、保存、显示以及查询等工作，实现了对现场设备进行的远程监控。

参考文献

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