8、电力监控系统
8.1 系统描述
8.1.1 按智能楼宇管理系统设计规划，电力监控管理系统是一个相对独立的子系
统。共有2个变配电室（6台变压器），2个发电机房。
8.1.2 在配电房值班室设集中独立的电力监控管理系统工程师主站，对本站的所
有变、配电设备进行连续不断的实时监控。各变配电室设数据采集及保护
单元和通讯服务单元，通讯服务单元与工作站、服务器通过计算机局域网
相联，以实现项目变配电室无人值守、集中管理的功能，监控室门必须独
立向外开启。
8.1.3 电力监控管理系统架构基于C/S的二层或多层网络结构，管理层按
IEEE802.3标准，构建标准化的Ethernet（TCP/IP），上层工程师主站主
机、现场通讯服务器、网络交换机等网络节点设备，采用VLAN技术纳
入项目现有网络，网络物理链路可利用综合布线系统。
8.1.4 系统控制层微机综合继电保护器、智能开关、智能仪表、智能型测量控制
模块、RTU、PLC、各种单元控制器等采用标准接口（如RS-485、RS-232、RS-422等）、开放的现场总线（支持MODBUS-RTU等协议），接入现场
通讯服务器；或通过网络集线器协议转换接入上层以太网。
8.1.5 采用完全分布式集散控制系统，集中监控，分区控制，管理分级，通过网
络系统将分布在各现场的控制仪表联接起来，硬件在配电柜上完成配置，
在主楼计算机上集中监控。系统内各智能仪表及模块不依赖于其他模块而
能够独立工作，模块之间应是对等关系。在TCP/IP网络发生故障情况下
能够自愈恢复。
8.1.6 配电监控管理系统主要包括主楼管理服务器工作站、工业交换机、子站通
讯服务器、高低压配电回路监控管理仪表等设备。仪表采用RS485现场总
线连接，通过子站通讯服务器完成协议转换接入上层以太网；通讯服务器
完成配电回路设备数据采集控制功能，通过工业环网交换机将各楼
TCP/IP网络组成自愈环网。环网自愈时间不大于300毫秒。
8.1.7 工程师主站设一台工作站，系统配置OPC服务器模块将电力监控管理子
系统集成纳入楼控系统。
8.1.8 系统集保护、测量、控制、报警、远传、储存、调配等功能为一体，控制
技术与网络技术相结合，实现数据共享、自动化管理，无人或少人职守。
8.1.9 电力监控系统包括：10kV中压配电系统、低压配电系统、变压器、直流
电源装置、自备应急柴油发电机组等系统监控。
8.1.11 电力监控系统预留一个引出信号接口，供楼宇自动化使用。
8.2 系统工程范围
8.2.1 投标人隶属于弱电总包单位。弱电总包单位负责总体协调与电力监控管理
系统制造商（或分包商）、各开关柜制造商、总包施工等单位之间的配合，本系统由投标人具体实施或指导安装。
8.2.2 本系统投标人应完成整个电力监控管理系统深化设计，提供系统所需的全
部网络设备、监控设备、各种软件、各种线路专用缆线、线槽及所有附件
的供应、运输、安装、调试、开通及通过招标人的验收直至交付使用。
8.2.3 本系统投标人负责电工总值班室机房工程深化设计和施工指导，负责最终
的调试和开通，直至验收和交付招标人使用。
8.2.4 本系统投标人应配合参与整个弱电系统的集成工作。投标人负责OPC服
务器、管理工作站等系统设备配置、系统集成设计、安装、调试、验收及
相关电源等设备提供。
8.3 系统配置及功能要求
8.3.1 在值班室设工程师主站，主要负责整个电力系统监控，包括：
1) 电力监控管理管理工作站1台
2) 数字视频监控管理工作站（控制操作台）1台，由安防系统投标人提
供并安装，本系统投标人配合；
3) 工业级以太网交换机1台
4) 电源及配套附属设备等。
8.3.2 配电室主要负责本楼的配电系统数据采集与控制，包括：
1）通讯管理服务器1台；
8.3.3 按招标人尚未确定的业务管理模型构想，管理模式有可能调整，投标暂按
本章节上述要求，最终实施由招标人确定。
1）室外庭院照明及建筑物轮廓照明等其他投标人范围内的子系统管理工作站有可能调入电工总值班室；
2）电工总值班室电力监控系统的工程师主站有可能并入楼宇管理室。
8.3.4 电力监控管理系统允许用户独立使用。故障报告将被送往维护管理系统。
电表信息将被送往能源监控系统。
8.3.5 系统网络设备尽可能利用已有计算机网络及综合布线系统。系统网络采用
局域网结构，传输速率10M/100M/1Gbps。监控系统服务器工作站、网络
集线器均以TCP/IP协议与网络连接，配置10/100/1000M自适应网卡
（RJ45口），支持IPv6。
8.3.6 电力监控管理专业软件由制造商或集成商提供，采用专业的组态软件，应
具有实时数据库、图形界面、报警、控制、统计和打印、历史纪录、通讯、自检等功能；支持当今各种流行的操作系统Windows 2000/XP/2003、
UNIX、Linux等，具有软件通讯OPC Server/Client接口，作为电力监控管
理系统的一部分来协助接入楼控系统，电力监控管理系统制造商有义务提
供信息接口的编码表。
8.3.7 从电力监控管理系统到楼控系统主要监控功能：
1）开关设备等及各种不间断电源状况；
2）警报信息－故障、跳闸；
3）发电机运行时间；
4）耗电量、最大需求量；
5）功率因数；
6）重要电力品质分析。
8.4 系统技术要求
8.4.1 对通讯网络的要求
电力监控管理系统的通讯网络应与整个项目计算机网络相协调，原则
上工程师主站与现场通讯服务器直接接入现有网络，现场通讯服务器
与各种现场监控元件间采用现场总线通讯网络。
现场通讯服务器总线以及串口设备通过网络集线器接入物管网，或按
选定的投标人规划设计。RS-232串行通讯口都应经RS-232/485隔离转
换接口后与现场总线相连。对组成通讯网络的设备要求如下：
8.4.1.1 工业级以太网交换机应满足的主要技术指标：
1）具有10/100M自适应以太网口，支持TCP/IP协议；自动识别IP 地址，在线快速恢复；
2）能针对分散式应用耦合多个Turbo Ring；
3）能利用IGMP Snooping 控制网络封包流量，用来从工业以太网协议中过滤Multicast流量；
4）支持IEEE 802.1Q VLAN 简化网络规划, QoS增加传输确定性；
5）通过Port Trunking 提供弹性化网络连接；
6）具有8个及以上RJ45端口连接网络设备；
7）工作温度：0～60℃；
8）取得CCC、CE或UL等认证。
8.4.1.2 通讯服务器应满足的主要技术指标：
1）具有10/100M自适应以太网口，内嵌1500V电磁隔离，支持TCP/IP 协议；
2）具有32/16/8个485/422串行通讯口，带15kV ESD 浪涌保护；
3）可提供TCP Server、TCP Client、UDP和Driver等工作模式；
4）工作温度：0～55℃。
8.4.1.3 R S-232/485隔离转换接口应满足的主要技术指标：
1）光电隔离度3000Vsm；
2）具有内置的一次、二次抗雷击保护；
3）最高速率DC-250 kbps；
4）支持任意用户上层协议，自动双向切换；
5）工作温度：0～55℃。
8.4.2 对工程师主站的要求
8.4.2.1 配电监控管理工作站配置应不低于以下标准：
1）CPU 标配Intel? Xeon? 2.4GHz 双核处理器
缓存1MB 二级高速缓存；
2）内存2G；
3）硬盘320G；
4）24倍速DVD驱动器；
5）22英寸彩色TFT LCD，显卡支持双显及视频输出功能；
6）IO端口：1个并口、2个串口、1个鼠标定位设备接口、1个显卡接口、1个键盘接口、1个RJ-45 网络接口、4个USB 2.0端口；
7）集成10/100自适应双网卡；
8）语音卡，音箱；
9）激光打印机一台，应选用HP、EPSON或CANON，打印幅面A4；
10）键盘和鼠标；
11）预装Windows 2000 Server/Windows XP professional或以上操
作系统。
8.4.2.2 监控管理软件的功能
监控管理软件应是专用的电力监控管理软件，为全中文界面，是一种
真正的32位软件，使用方便灵活，学习容易，且已应用于多个重点
工程项目。它提供的各种监控管理功能完全能满足本项目所需的要求，它可以进行大容量的数据采集和处理，采集速度快。
1）监控管理软件支持Windows 2000/XP/2003、UNIX、Linux等流行的操作系统，具有软件通讯OPC Server/Client接口功能。它对整个变配电系统的运行状态通过图形界面进行实时监控，包括进行遥测、遥信、遥控（部分回路）和事件记录等。软件全中文提示，用鼠标操作，可漫游各显示画面，画面之间的切换快捷流畅。2）监控管理软件应支持基于SQL的关系型数据库管理系统，支持ANSI/ISO SQL 99标准。具有高度的通用性、实时性、可靠性、开放性、可扩充性和安全性，拥有强劲发展的业界公认的数据库产品，例如MS SQL SERVER、ORACLE、SYBASE。
3）监控管理软件应能与各现场控制站进行可靠的通讯，采集来自现场的所有信息并向各现场设备发出远程操作命令。
4）图形监控以系统图、系统主接线图、回路柜排列图、回路单线排列图、网络拓扑图、通讯监视图、地理分布图等形式来表现。
电力系统监控对象的构成与分布情况；
变电站智能监控体系组成与分布情况；
间隔设备的排列顺序和物理位置；
显示现场各类开关量状态、模拟量测量值；
完成遥信、遥测、遥脉、遥调、遥控、定值等功能；
维护周期、工作牌设置；
能量图形的动态拓扑分析与逻辑互锁；
监控设备工作状态的动态拓扑分析。
在图形显示上所有断路器的工作/故障状态均在监控计算机上用
开关通/断图标和相应等级电压的颜色表示，接通时开关图标呈接通状态，且用相应颜色表示；分断时开关图标呈断开状态，且用相应颜色表示；故障脱扣时开关图标呈断开状态，且用相应颜色表示。对需进行遥控操作的断路器，可在监控计算机上，用鼠标点击通/断按钮图标进行遥控操作，并有安全的双重验证。这些断路器的图标均用单线系统图的形式呈现在监控计算机的显示屏幕上，其状态与实际情况完全一致。这使得运行人员能直观地得到变、配电系统运行的工况和执行各种控制、操作指令。
5）数据检测
◆实时检测进线侧的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因
数、频率、有功电度、无功电度、需量等电参数。
◆实时检测馈出回路的电流、电压、有功功率、无功功率、功率
因数、频率、有功电度、无功电度等电参数。
◆实时检测母线电压（三相相电压、线电压）。
◆完成四遥功能，预留自动控制。
电压、电流等各种需要实时监测的运行参数除了在相应位置
的图形商显示其当前数值，还可以以列表、波形图、模拟指
针等方式显示。
6）电力品质分析
◆实时分析各种电力品质数据：电压、电流三相不平衡度，电压、
电流总谐波含量，2－31次谐波含量，电压波峰系数。
◆用标准电力品质分析线性图表形式体现用电质量，分析出影响
电力品质的重要污染因素
7）数据的记录、分析与存储
◆定时将所有运行参数的测量值生成实时数据库和历史数据库，
数据记录间隔可以自行设置，数据至少可保存两年以上。
◆具有断路器动作记录、操作记录、报警记录和保护记录。
◆提供各种符合电流系统要求的模拟量实时曲线和历史曲线，并
且可以在曲线组内逐条显示也可以多条组合显示。
◆记录越限时间、复限时间、越限的最大或最小值，平均值、极
值等统计功能。
◆用电峰、谷、平记录。
◆包括各种日报、月报记录和整点记录。
◆原始参数表的修改记录。
◆微机系统设备及通信通道异常记录。
◆记录系统的故障和事故并生成相应的报表。
◆各生成的报表均可打印。
8）人机界面功能
◆人机界面应为多窗口的图形化与数字化相结合的，该界面应具
有美观、实用、灵活、舒适、安全性，并消除各种造成视觉疲劳和烦躁的因素。
◆一次系统图应包含显示测量值及开关状态，通过一次系统图可
查看各个供电设备如低压开关、微机监控设备的当前状态和详细资料。
◆显示降压变电所的所内总平面布置图、设备平面布置图、监控
系统配置图等。从各个设备平面布置图可以进入相应的低压模拟图。
◆对越限变色、纵向伸缩、横向伸缩、横向平移等分析功能。
◆具有低压模拟操作的功能。
◆提供系统内各回路控制原理图。
◆提供系统软件操作说明书及技术文档。
◆具有局部放大缩小功能，并显示以下内容：
A．用户管理（用户登陆及退出）
B．菜单及索引
C．电气主接线图及参数
D．报警及提示画面
E．时间顺序记录
F．电流、电压棒图
G．实时曲线：电压、电流、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、三相不平衡分析、平均及峰值曲线和实时变化
趋势
H．数据库文件
I．数据采集信息一览表
J．历史曲线：月负荷曲线、年负荷曲线
K．历史报表：月报表、年报表、报警记录
L．系统配置图
O．降压变电所平面图：实现从线路任意点进入，通过鼠标操作可在较大范围内平滑移动查询功能。
◆打印功能：
可设定定时打印、实时打印，打印内容包括：
A. 各类操作、事故、故障记录
B．曲线、历史曲线、报表、历史报表打印
C．系统配置图
◆监视功能：
A．控制回路断线
B．各个设备及后台系统内各子系统的工作状态
C．各开关的工作状态，并形成时间顺序记录
D．遥信监视，变位后有声光报警
◆操作功能：所有操作或接受监控中心的操作指令，可进行如下
操作：
A．断路器的分、合闸及实现上位逻辑互锁
B．遥控及操作时，必须密码正确方可执行，并由后台机记录操作人的姓名及操作时间。
◆报警
1、报警功能：越限报警、预告报警、事故报警：
A．越限报警：当测量值越限时，显示报警信息。报警信息包括越限发生和恢复时间，报警内容、报警参数，
报警限值可随电力系统的运行情况进行修改，同时发
出声光音响。
B．预告报警：当设备或线路出现异常时，显示报警信息，报警信息包括报警发生和恢复时间及设备的异常状
态，同时发出声光音响。
C．事故报警：当保护动作时，显示报警信息，包括报警发生和恢复时间，同时发出声光音响，自动切换事故
画面。
2、报警方式：画面显示、语音告警、打印；
3、告警信息实时存储于数据库中；
4、紧急告警优先弹出专用告警确认对话框；
5、告警信息查询方式：按类型、按时间段、按发生源、按等
级等几种方式或他们的组合。
◆具备故障记录的功能。
◆通信功能：具备通信接口，可接入局域网，与其他系统进行通
信。
9）系统应具有时钟同步功能，系统可通过网络连接接受时钟系统的校时信号，以保证整个系统的时间与标准时间同步。
10）综合信息查询和重要的辅助功能。
按对象进行图纸检索；
按对象进行元器件检索和统计；
按对象进行实时数据查询；
按采集通道进行实时数据查询；
按对象进行告警查询；
按采集通道进行告警查询；
系统操作日志查询；
网络测试；
数据备份；
报文诊断；
用户文件管理。
11）监控管理软件提供专用的通讯功能模块，通过专用的以太网硬件通讯接口，以OPC方式向楼控系统发送相关的数据和信息，实现
系统的集成；
12）监控管理软件应提供完善的用户管理。
将所有用户分成一般操作员、系统管理员、高级管理员三个等
级；
所有用户具有不同权限，并由用户名和口令字唯一确定，保证
操作的安全可靠性；
提供完善的用户权限及口令控制，对重要的操作（如遥调、遥
控操作以及整定值下发）设置双重验证；
不同的级别用户在注册登录时需键入相应的密码。
8.4.2.3 不间断电源（UPS）
1）系统应提供一台2小时在线式UPS电源给工程师主站作备用
电源，当主电源中断后至少可维持2小时的操作，容量由投标人
按系统配套确定。
2）当正常供电中断时，UPS可在0.5ms时间内提供紧急供电而不中断系统的连续工作。
3）UPS电源的电池为密闭铅酸免维护型, 与其它电池系统分开独立放置。
4）在UPS内安装有抑制尖峰电流的变阻器，抗干扰过滤器。UPS的噪声级应在50分贝以下。
8.4.3 对现场软、硬件设备的要求
设在各变电室的现场控制站由现场I/O、智能型电力检测仪表、传感
器、智能变送器等现场监控元件和设备以及相应的通讯设备等组成。
通讯设备用来进行本站的数据采集、处理和通讯，然后由通讯设备与
工程师主站交换数据和信息。
8.4.3.1 现场监控元件应满足的主要技术指标：
现场I/O、智能型电力检测仪表、传感器、智能变送器等现场监控元
件构成的各种监测单元列负责采集各种来自配电设备的信号和电压、
电流等参数，将它们进行变换、运算或处理，然后把数据和信息通过
通讯接口和现场总线传送到现场通讯服务器。除要满足上述文中已规
定的功能要求外，现场监控元件还应满足的主要技术指标是：
1）进线、母联、重要一级馈线监控模块M1需要具备以下功能
1.1) 测量项目：
◆完全真有效值测量并显示系统三相/线电压、电流、中性线电流；
◆三相、线正负功率，有功功率、无功功率；功率因数、频率；
◆三相、线正负电度，有功电度、无功电度
1.2)测量精度：0.5%。
1.3)电力品质分析：
◆电压与电流的谐波分析，测量各次谐波含量（至少分析至31
次）与THD；
◆电压波峰系数、电话波形因数、电流K系数等电能质量参数；
1.4)额定值
◆电压：AC400V 过负荷：允许2倍连续过载，AC2500Vac/1秒