淺談500?kV鹽都變計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造的技術(shù)

吳蘇平

摘 要：該文介紹了鹽城供電公司500 kV鹽都變計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造換行的技術(shù)要點及技術(shù)總結(jié)，從技術(shù)的角度上分析了500 kV鹽都變計算機監(jiān)控系統(tǒng)的改造要求及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性、合理性，強調(diào)了系統(tǒng)的綜合集成，通過該次監(jiān)控系統(tǒng)由單一串口轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)接口，從而對變電站內(nèi)開關(guān)、刀閘等設(shè)備實現(xiàn)了高效監(jiān)管，提高了500 kV鹽都變的設(shè)備運行可靠性?；贒25支持Peer to Peer對等通信模式，因此間隔層D25控制單元直接同當?shù)豊S2000后臺監(jiān)控系統(tǒng)及D200 RTU遠動裝置通信管理機以網(wǎng)絡(luò)方式交換數(shù)據(jù)，直采直送，保證調(diào)度主站和當?shù)豊S2000后臺監(jiān)控系統(tǒng)的實時性。當D200A和D200B雙機出現(xiàn)故障時，不會影響到當?shù)剡\行人員對整個變電站的實時運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制，保證了500 kV鹽都變的安全運行。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò) 串口 D25 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（a）-0086-03

隨著電力通信技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，變電站綜合自動化監(jiān)控技術(shù)正在朝著網(wǎng)絡(luò)化、綜合智能化、多媒體化的方向發(fā)展?，F(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)通信模式以安全、經(jīng)濟、高速、點對面、面對面等優(yōu)點慢慢替代原先RS485、422等點對點的串口通信方式，在電力通信中得到廣泛應(yīng)用。該文結(jié)合500 kV鹽都變計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造實際工作中的經(jīng)驗，對監(jiān)控系統(tǒng)RS485單一通信轉(zhuǎn)雙通道網(wǎng)絡(luò)交換通信中的技術(shù)要求進行了探討。

1 鹽都變計算機監(jiān)控系統(tǒng)概況

1.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

500kV鹽都變計算機監(jiān)控系統(tǒng)為南瑞科技RD-800系統(tǒng)，配置為：

SCADA工作站 ULTRA 60 2臺；

操作員工作站 ULTRA 5 2臺；

單網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

間隔層設(shè)備為上?；莅补镜腄25測控裝置，通信服務(wù)器為D200A、B雙機配置。

系統(tǒng)還有一臺通信接口機（IBM/PC）采用串口與直流系統(tǒng)和ABB保護管理機通信。

另外，220 kV南瑞保護管理機通過網(wǎng)絡(luò)方式接入。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

1.2 改造原因

D200A和D200B雙機采用串口分別與同一臺D25的兩個串口通信后，將采集到的實時數(shù)據(jù)送往調(diào)度主站系統(tǒng)，一旦D200A和D200B雙機同時出現(xiàn)故障時，整個變電站的實時運行數(shù)據(jù)將無法被調(diào)度方及當?shù)剡\行人員監(jiān)控，這不利于整個變電站電網(wǎng)安全運行。

1.3 改造內(nèi)容

（1）后臺監(jiān)控系統(tǒng)更換為NS-2000系統(tǒng)，配置系統(tǒng)服務(wù)器兼操作員工作站兩臺，維護工作站一臺，雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

（2）2臺NS-2000主機服務(wù)器的前置機部分采用雙網(wǎng)直接與D25進行實時通信，如圖中的A、B網(wǎng)。另外2臺NS-2000主機服務(wù)器的后臺部分單獨采用雙網(wǎng)直接進行數(shù)據(jù)同步，如圖2的C、D網(wǎng)，同時維護工作站接入C、D雙網(wǎng)。

（3）全站由三層結(jié)構(gòu)改為兩層結(jié)構(gòu)，D25測控裝置由串口改為雙網(wǎng)絡(luò)接口。

（4）系統(tǒng)由單網(wǎng)改為雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在D200A、B增加網(wǎng)卡一塊（雙網(wǎng)口）。

（5）將原通信接口PC機改造為NSC300智能接口裝置，負責與ABB保護管理機和直流系統(tǒng)通信。NSC300智能接口裝置與南瑞保護管理機采用單網(wǎng)接入改造后的C、D網(wǎng)。

改造后的結(jié)構(gòu)見圖2。

2 技術(shù)改造過渡方案

2.1 改造過渡方案

（1）RD-800與NS-2000并列運行，但不得同時進行遙控操作。

（2）因D200A、B分別需要修改配置并下裝，會引起三級調(diào)度的通信短時間中斷。

（3）D25在更換網(wǎng)絡(luò)接口時，系統(tǒng)無法監(jiān)控，需要加強對設(shè)備和保護裝置的巡視。

改造過渡方案見圖3。

2.2 技術(shù)注意事項

（1）由于華東要以將南瑞NSC300智能遠動裝置采集到的軟保護信號通過D200上送給華東網(wǎng)調(diào)，已經(jīng)建議客戶要求南瑞提供2個串口采用華東101標準接入D200A和D200B，然后由D200A、B機將信號轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)度。

（2）因南瑞NS2000服務(wù)器兼操作員站一和NS2000服務(wù)器兼操作員站二之間采用UDP廣播方式進行大量數(shù)據(jù)庫同步（1518個字節(jié)大包），維護工程師站與主機之間采用UDP廣播方式交換數(shù)據(jù)，以及NSC300智能遠動接口裝置也采用UDP廣播方式與主機服務(wù)器之間進行通信，所以要求南瑞科技將上圖2和圖3的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重新設(shè)計。

3 技術(shù)改造設(shè)備安裝步驟

3.1 NS-2000系統(tǒng)安裝

（1）安裝NS-2000系統(tǒng)三臺工作站、站控層A、B網(wǎng)交換機（NS-2000網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備屏）、NSC-300智能裝置（NS-2000網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備屏）、KVM驅(qū)動器。

（2）敷設(shè)站控層A、B網(wǎng)交換機至三臺工作站、D200A/B、NSC-300、“500 kV第四串測控屏”、“220 kV母線及公共單元測控屏”的雙網(wǎng)線、KVM的接口網(wǎng)線。

（3）將原南瑞保護管理機的網(wǎng)絡(luò)電纜改接至B網(wǎng)、將原“通信接口PC機”與ABB保護及直流系統(tǒng)的串口改接到NSC-300智能裝置、原RD-800系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機與NS-2000系統(tǒng)的A網(wǎng)互聯(lián)。

3.2 繼保室交換機安裝

（1）500 kV繼保室“500 kV第四串測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。220 kV繼保室“220 kV母線及公共單元測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。

（2）敷設(shè)500 kV繼保室、220 kV繼保室交換機至各測控屏的雙網(wǎng)絡(luò)電纜。

3.3 D200A、B機新增網(wǎng)卡安裝

（1）依此停用D200A、B機，分別新增網(wǎng)卡一塊（接入B網(wǎng)）。

（2）修改配置文件，并下裝。

（3）檢查三級調(diào)度通信狀況，確保通信正常、數(shù)據(jù)正確。

4 技術(shù)改造設(shè)備安裝步驟

4.1 NS-2000系統(tǒng)安裝

（1）安裝NS-2000系統(tǒng)三臺工作站、站控層A、B網(wǎng)交換機（NS-2000網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備屏）、NSC-300智能裝置（NS-2000網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備屏）、KVM驅(qū)動器。

（2）敷設(shè)站控層A、B網(wǎng)交換機至三臺工作站、D200A/B、NSC-300、“500 kV第四串測控屏”、“220 kV母線及公共單元測控屏”的雙網(wǎng)線、KVM的接口網(wǎng)線。

（3）將原南瑞保護管理機的網(wǎng)絡(luò)電纜改接至B網(wǎng)、將原“通信接口PC機”與ABB保護及直流系統(tǒng)的串口改接到NSC-300智能裝置、原RD-800系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機與NS-2000系統(tǒng)的A網(wǎng)互聯(lián)。

4.2 繼保室交換機安裝

（1）500 kV繼保室“500 kV第四串測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。220 kV繼保室“220 kV母線及公共單元測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。

（2）敷設(shè)500 kV繼保室、220 kV繼保室交換機至各測控屏的雙網(wǎng)絡(luò)電纜。

4.3 D200A、B機新增網(wǎng)卡安裝

（1）依此停用D200A、B機，分別新增網(wǎng)卡一塊（接入B網(wǎng)）。

（2）修改配置文件，并下裝。

（3）檢查三級調(diào)度通信狀況，確保通信正常、數(shù)據(jù)正確。

5 技術(shù)改造試驗技術(shù)要求

5.1 試驗內(nèi)容

（1）遙測。包括有功、無功、電流、母線電壓、220 kV母線頻率。直流系統(tǒng)、保護管理機的一些特殊遙測量。

（2）遙信。硬接點信號包括事故總信號、開關(guān)、刀閘位置。軟信號包括保護管理機、直流系統(tǒng)等通過智能裝置傳輸?shù)男盘枴?/p>

（3）遙控。

（4）與智能裝置的通信。包括ABB保護管理機、直流系統(tǒng)、南瑞保護管理機的信息核對。

（5）閉鎖邏輯試驗。

5.2 試驗準備工作

（1）所有參加工作人員學(xué)習(xí)改造方案、試驗“三措”，熟悉系統(tǒng)及現(xiàn)場設(shè)備的運行狀況，熟悉系統(tǒng)原理。

（2）NS-2000現(xiàn)場安裝、調(diào)試后，先將NSC300 智能裝置、南瑞保護管理機的通信接入B網(wǎng)，進行相關(guān)調(diào)試。在操作員工作站對閉鎖邏輯進行模擬試驗，驗證邏輯關(guān)系，驗證正確，閉鎖邏輯調(diào)試結(jié)束。

（3）設(shè)備檢修申請得到上級調(diào)度部門批準。

（4）制定專用的試驗表格，明確各類信息的試驗方法。

（5）試驗前，核對新老系統(tǒng)的三遙信息表。準備必要的備品備件，一臺D25和電源等，確保完好。防止設(shè)備改造過程中出現(xiàn)故障，以便及時恢復(fù)。

（6）將所有D25的48V遙控電源空開拉開。除非有實際操作，否則，在整個改造、試驗期間，該開關(guān)禁止合上。

5.3 試驗步驟

（1）電話向華東、省調(diào)申請停運D25，同意后，開始工作。

（2）工作前，檢查D25的運行狀態(tài)，并與RD-800系統(tǒng)核對，記錄遙測數(shù)據(jù)，以便恢復(fù)后查驗。

（3）驗證RD-800系統(tǒng)的遙控順序。

（4）更換D25網(wǎng)絡(luò)接口板。

（5）在NS-2000與RD-800系統(tǒng)上，對照核對遙測量。

（6）檢查遙信。在端子排上模擬，與RD-800系統(tǒng)對照，檢查核對遙信正確性。

（7）核對遙控對應(yīng)關(guān)系。

（8）恢復(fù)D25裝置至遙控出口繼電器箱的連線插頭。

（9）修改D200A、B配置，核對上傳信息。

（10）全部完成后，向華東、省調(diào)匯報該D25改造工作結(jié)束，終結(jié)相關(guān)工作單。

6 技術(shù)改造過程中重點關(guān)注

（1）NS-2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與RD-800系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中各D25參數(shù)是否準確；

（2）NS-2000系統(tǒng)畫面上開關(guān)、刀閘的名稱與RD-800系統(tǒng)是否對應(yīng)、正確；

（3）NS-2000系統(tǒng)計算量公式是否與RD-800系統(tǒng)一致；

（4）D25測控裝置中遙測、遙信、遙控順序與NS-2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫定義是否一致

（5）閉鎖邏輯關(guān)系是否正確。

7 設(shè)備優(yōu)化改造后系統(tǒng)技術(shù)結(jié)論

D200A和D200B雙機與D25之間采用雙網(wǎng)絡(luò)進行DNP網(wǎng)絡(luò)冗余通信結(jié)構(gòu)，增強了網(wǎng)絡(luò)通信可靠性、穩(wěn)定性以及安全性；提高整個變電站監(jiān)控系統(tǒng)的通信可靠性。因為D200A和D200B雙機采用雙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行通信后將采集到的實時數(shù)據(jù)通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)直接與調(diào)度主站進行通信，同時不再將實施運行數(shù)據(jù)直接送往當?shù)豊S2000監(jiān)控系統(tǒng)，而是由D25直接通過A、B網(wǎng)將實時運行數(shù)據(jù)傳送給當?shù)豊S2000監(jiān)控系統(tǒng)，采用此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，既減少了D200網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的通信負荷，也提高了實時運行數(shù)據(jù)的及時傳輸響應(yīng)時間和速度?；贒25支持Peer to Peer對等通信模式，因此間隔層D25控制單元直接同當?shù)豊S2000后臺監(jiān)控系統(tǒng)及D200 RTU遠動裝置通信管理機以網(wǎng)絡(luò)方式交換數(shù)據(jù)，直采直送，保證調(diào)度主站和當?shù)豊S2000后臺監(jiān)控系統(tǒng)的實時性。當D200A和D200B雙機出現(xiàn)故障時，不會影響到當?shù)剡\行人員對整個變電站的實時運行數(shù)據(jù)的監(jiān)測和控制，保證了500 kV鹽都變的安全運行。

參考文獻

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