一、系统概述  

      1.1 概述

        RKS3001 变电站电力监控系统，是电力监控专业软件，英文简称 RC-WebScada。系统集成变电站的数据采集、显示、控 制、监视、通信等多种功能于一体，是实现变电站电力后台监控的专业平台系统。适用于 110kV 以下电压等级的变配电站。 为了适应电力系统使用设备多，纵向横向联系紧密，扩建、组建频繁等特点，RKS3001 变电站电力监控系统软件全部 采用面向对象的方法和模块化的设计原则，融合了最新的计算机编程技术，在严格满足可靠性和实时性要求的基础上，更 在系统的组态灵活性、扩展性、可用性、维护性、操作性等方面做了新的突破。 RKS3001 变电站电力后台监控系统采用开放式的工作平台，为多窗口多任务系统，人机交互界面友好，画面美观简洁， 符合电力系统的专业风格和操作习惯。高质量的画面显示和人性化的菜单与工具条设计，使操作更加方便快捷，工作更加 轻松。 

    1.2 标准化设计 

        本系统向下需要对接各类智能设备，对上需要与其它系统对接或相互集成。为确保对接与集成的顺利实施，平台所 有接口和服务均严格按照行业、国内、国际相关标准设计实现。 

    1.3 跨平台设计 

        RKS3001 电力监控系统利用物联网和云计算相关技术的结合，构建集成变电站本地监控和远程监控功能为一体的系 统平台。由于涉及到接入或集成其他各种监控管理平台，因此，系统构架是按跨平台设计的。RKS3001 系统采用 B/S 构 架。服务器端采用跨平台服务框架，客户访问端支持主流浏览器和操作系统。 

    1.4 云化设计 

        RKS3001 系统设计时预留单个变配电站的扩建增容，也考虑多个变配电站的集中监控，以及多地多变配电站的平台 化监控管理，因此，系统的演进和部署运营的规模可由小到大、功能不断增强。系统能够根据监控管理的现场设备的数 量动态调度计算、存储等相关资源，同时提供上层应用开发的平台服务和运行管理环境。 应用层内部的系统架构采用 SOA 架构，具有良好的可扩展性。当数据接入量大或者访问用户数大的时候，可以通过部署多 个应用实例来提高系统服务能力。同时可根据用户的使用要求，灵活配置运行的服务组件。

二、适用范围

        适用于各行业 110kV 以下电压等级的用户端变电站、配电室的运行监视和控制管理。

• 办公/商业楼宇（市政办公、商务办公、商场等）；

• 科教文卫/旅游建筑（文化教育、科研、医疗、体育、会展、宾馆、娱乐等）； 

• 通信行业（邮电、通信、广播、电视、数据中心等）；

• 交通运输业（机场、车站、码头、道路交通等）；

• 厂矿企业（石油、化工、煤炭、冶金、建材、电子、机械等）; 

• 新能源建筑（光伏发电、风能发电等）。

三、系统架构

        系统完全遵循物联网分层分布式物理体系，即设备感知层（间隔层）、站内通讯层、本地站控层、云平台和云端客 户应用层，构建而成为完全一体化的智慧监控管理系统。 

    3.1 设备感知层 

       主要用于变配电站设备的数据采集、信号采集和控制、监视。设备层由高低压配电监控中所需的各种保护测控装置、 智能仪表、测温探测器及其他智能终端组成。 

    3.2 站内通讯层

       主要用于现场设备与系统后台以及远程云平台之间的信号转换和数据传递。通讯层由通讯管理机、网络交换机、通讯 线缆等设备组成。

    3.3 变电站本地站控层 

       系统采用计算技术架构，由监控主机或多个数据服务器组成，实时进行变电站本地的数据采集、数据存储、计算与分 析，及本地的应用、操作与显示等。 

    3.3 云平台与云端客户应用层 

       利用互联网和云空间技术，将变电站本地监控上传到云平台的云数据服务器和云Web服务器。云端客户应用层采用跨平台技 术，通过客户PC浏览器和手机APP 即可访问，不需要再单独安装客户端专业软件，为客户提供远程访问、监控、管理与运维等云端 服务。 

    3.4 系统构架示意图如下

四、系统功能

RKS3001 变电站监控系统软件具有完善的功能和很强的可扩展性、兼容性，其主要功能包括：单元组态的配置、图形 图片的编辑、实时数据的采集、通讯协议的解释、历史数据库的生成和管理、报表和曲线图的生成、定值修改、故障录波、 EXCEL 报表数据存储等。各功能模块说明如下：

    4.1 实时数据采集 

        该模块可以采集变电站运行过程中的各类实时数据，供后台监控系统的运行使用，它们包括： 

• 母线电压、系统频率； 

• 进线、馈线电流、有功功率、无功功率、功率因数、正反向电度、断路器动作次数统计； 

• 主变高低压侧电流、有功功率、无功功率、功率因数、电度、温度、档位高低压侧断路器动作次数统计；

• 电容回路电流、无功功率、电度、断路器动作次数统计； 

• 站用变电压、电流； 

• 直流系统运行的各种数据； 

• 变电站设备的运行状态； 

• 断路器位置、断路器储能、刀闸位置、手车位置、控制开关位置、变压器本体、有载瓦斯、变压器压力、PT、CT 等各种一次设备信号； 

• 保护定值、保护测量值、保护事件、保护自诊断信息。

这四种类型数据，系统根据现场情况进行实时采集： 

1）遥测量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、主变温度与档位等；

2）遥信量：断路器位置、断路器储能、刀闸位置、主变本体及有载瓦斯、变压器压力、事故总信号； 

3）累计量：脉冲电度量、数字电度量、计算电度量、断路器动作次数； 

4）保护数据：保护定值、保护测量值、保护事件、保护自诊断信息。 

    4.2 实时数据处理 

越限监视和报警处理 

1）越上、下限报警； 

2）多级报警方式：显示报警画面、声音、报警值闪烁；

3）告警抑制； 

4）告警闭锁和解除； 

5）设置越限值死区,防止在越限值附近频繁报警；

 遥信监视和处理 

1）遥信信息实时监视； 

2）遥信变位报警：显示报警画面、声音、报警指示闪烁； 

3）根据保护事件区分是事故跳闸还是人工拉闸； 

4）保护测控设备保护定值自动诊断，定值出错发出告警信息； 

运行数据统计和计算 

1）电压合格率 根据用户规定的母线电压上、下限值每两秒采样一次，统计出越上限、下限时间，合格时间，最后给出电压合格 率，其计算公式为：电压合格率=合格时间*100%/（越上限时间+越下限时间+合格时间）； 

2）断路器动作次数 手动合闸次数； 手动跳闸次数； 遥控合闸次数； 遥控跳闸次数； 保护跳闸次数； 合闸次数统计； 跳闸次数统计；

3）有历史记录以来模拟量的最大值、最小值和平均值； 

4）主变分接头升档次数和降档次数。 

    4.3 操作控制 

• 断路器及刀闸的分合控制；

• 投入或切除电容器； 

• 变压器分接头调节； 

• 保护定值远方修改。 

    4.4 运行记录 

• 遥测越限记录：越限起止时间、越限设备和越限值； 

• 遥信变位记录：变位断路器名称,变位状态,变位时间； 

• SOE 事件记录：SOE 事件名称、SOE 发生时间、保护动作值； 

• 操作记录：

1）遥控记录：断路器控制、刀闸控制、操作时间、操作性质、操作人；投入或切除电容器； 

2）遥调记录：变压器名称、操作时间、操作性质、操作人； 

3）保护定值修改：保护定值组名称、修改时间、修改人、修改结果；

4）系统维护：进入系统菜单名称、时间、管理人员名字； 

5）软件系统启动和结束记录：系统进入时间、系统自动退出时间、系统人工退出时间和操作人； 

6）值班记录：值班开始时间、值班结束时间、值班人员； 

7）变位记录：各种变位事件记录名称、时间； 

8）故障记录：记录系统故障名称、时间。 

    4.5 报表和历史数据 

 根据用户需求建立历史数据库 

1）遥测量历史数据：保存时间、保存数据、最小值、最大值、平均值、越上限次数、时间、越下限次数、时间； 

2）遥信量历史数据：保存时间、保存状态、状态 0 次数、时间、状态 1 次数、时间； 

3）累计量历史数据：保存时间、保存数据、峰值(电度)、谷值(电度)； 

 根据用户需求，设计了报表生成器，由用户进行报表设计 

1）日报表：各种遥测量的整点记录数值记录；峰、谷值，平均值； 

2）月报表：每日指定时刻的指定数值(当前值、平均值、最大值、最小值等)； 

3）特殊报表： 开关动作次数统计表； 操作记录表； SOE 记录表； 变位记录表； 告警记录表； 

 报表操作可分为报表样式设计、报表变量设定、报表数据关联、报表显示和报表打印等，具体的设计说明如下： 

1）报表打印幅面的设定和修改； 

2）报表标题的设定和修改； 

3）报表单元格行列数目设定和修改； 

4）报表单元格尺寸的设定和修改； 

5）报表单元格变量的链接和修改； 

6）变量的设定和修改，即设定何种报表数据如何从历史数据库中获得； 

7）只需简单的命令操作，即可按照用户要求定义所需报表变量； 

8）报表以图片文件格式保存，定制和修改方便，操作历史数据实时性好；

9）编辑完成后保存退出，只需点击主控程序面板的日期工具条，相关报表可立即显示； 

10）主控程序面板的打印按钮，即可打印选定报表。

    4.6 棒图和曲线图 通过棒图和曲线图这两种图形工具，用户可以更直观和形象地了解模拟量数据的变化情况。 

 用棒图和曲线图显示的模拟量数据种类：电压、电流、有功功率、无功功率、电度、功率因数、系统周波、温度。 

 显示模式：当前数据显示、历史数据显示。 

 显示方式： 

1）棒图方式：一般用来显示采样周期较长的模拟量数据，如果同时观察该数据的包络线，采用棒图的方式较好； 

2）曲线图方式：一般用来显示采样周期较短的数据； 

3）棒图方式与曲线图方式，这两种显示方式均要求该数据必须有历史记录，用户在单元组态可选择数据是否需 要保存。 

    4.7 远动通讯规约 

        与远方调度通讯采用部颁 CDT 规约，也可以采用 Modbus 规约、IEC61850 规约等国际标准规约。 

    4.8 GPS/BD 卫星时钟系统 

        变电站电力监控系统安装的微机继电保护装置、安全自动装置、远动装置、微机监控主机，以及故障录波器、事件记 录仪等，在采用 GPS/BD 卫星时钟系统统一时间后，有助于分析电力系统故障与操作时各种装置动作情况及系统行为，搞清 事故的起因与发展过程。 GPS/BD 卫星时钟系统是保证监控系统安全运行、提高运行水平的一个重要措施。 

    4.9 定值设置与修改 

        系统设有定值设置与修改菜单，通过定值菜单，可以查看保护装置的保护定值，通过授权管理，可以设置与修改保护 装置定值。 

    4.10 故障录波 

        电力系统在运行中，不可避免地会出现雷电、短路、接地及不可预测的因素导致的各类故障。这些故障具有突发性强、 维持时间短、复杂程度高、破坏力大的特点，因而使得事后对事故原因分析、查找变得尤为困难。 系统对保护装置采集的电力故障进行自动记录与分析，为电力系统故障的分析和评估提供数据来源和依据。 用户能够选择、查询打开故障录波数据，并以波形的方式显示，能够对显示的波形进行必要的操作。包括录波通道的 选择及其波形显示属性设置、录波信息和录波采样数据的显示、录波数据的备份、故障波形的打印功能、波形曲线的幅值。 另外，考虑到主机监控组态软件系统，故障波形再现及分析功能模块应尽量减少对系统体系的影响，便于系统的维护 和升级，保证系统的稳定性。 

    4.11 EXCEL 报表数据存储 

        各种类型的报表图片对电力控制系统中的重要数据进行显示，为能够满足用户要求，将报表图片中显示的重要运行数 据按照一定的要求打印，通过将报表数据按照一定的格式存入 Excel 中，实现了用户对报表图片打印的需求。同时，打印 出来的 Excel 数据报表美观、简洁。 

    4.12 RC-WebScada 云平台的客户端登录界面 

        打开 IE 浏览器,输入安装配置时的网址及访问端口号(如 http://101.42.52.91:8001/)，进入用户登录界面。

4.12.1 云端查看实时数据、报表与曲线 

        输入用户名及密码，登录进入变配站主页界面。主页包含主界线图实时电力数据查看，实时日月年报表及功率曲线。

4.12.2 远程遥控

       在实时主接线图包含远程遥控，用户双击遥控按钮，在弹出的权限验证框里输入对应的权限及密码，进行局域网或互 联网远程遥控，遥控成功后会弹出对应遥控执行成功消息框

4.12.3 远程报表查看及打印 

        电力监控下主要包含电力数据及运行常规的报表查看及打印，选择对应的查询模板和查询日期自动查询对应的电力数 据及报表自动生成如下图：

历史数据主要包含历史日月年报表和对应的曲线图可查看实时值、最大值最小值平均值并形成对应的曲线和报表。

五、设备选型