核電廠500kV開關(guān)站NCS系統(tǒng)主機(jī)改造

常森偉　楊耀輝　許宏偉

摘要 ：本文介紹了某核電廠500kV開關(guān)站NCS系統(tǒng)主機(jī)改造的原因和改造方法。詳細(xì)闡述了NCS主機(jī)改造過程中的試驗(yàn)內(nèi)容以及改造過程中遇到的問題和解決方法。

關(guān)鍵詞 ：NCS 主機(jī) 改造

1 、NCS系統(tǒng)概況

某核電廠500kV開關(guān)站NCS系統(tǒng)采用國(guó)電南瑞提供的NS2000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)基于雙以太網(wǎng)構(gòu)建，分為兩個(gè)部分：間隔層采用西門子公司的SICAM1703系統(tǒng)，分布在500kV開關(guān)站繼保間及3、4號(hào)機(jī)組繼保間。間隔層設(shè)備AM1703通過其I/O模板完成本間隔的測(cè)量、監(jiān)控、同期以及防誤閉鎖，并通過雙以太網(wǎng)連接到本小室的交換機(jī)上。站控層系統(tǒng)由國(guó)電南瑞提供，計(jì)算機(jī)采用SUN工作站，包括4臺(tái)操作員站、2臺(tái)主機(jī)、1臺(tái)工程師站，1臺(tái)網(wǎng)關(guān)機(jī)；用于兩級(jí)調(diào)度通信的2臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置AK1703，為西門子公司提供的設(shè)備。同時(shí)在控制室還配置了公用信息管理機(jī)NSC300，完成與各小室微機(jī)保護(hù)、電度表、直流監(jiān)視系統(tǒng)、絕緣監(jiān)視系統(tǒng)等站內(nèi)其它IED的通信。由于NCS的結(jié)構(gòu)基于“分布式計(jì)算機(jī)環(huán)境”概念，采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，硬件設(shè)備可以在不影響系統(tǒng)其余部分正常運(yùn)行的情況下，采用簡(jiǎn)單方式進(jìn)行替換，升級(jí)和擴(kuò)充，而不需對(duì)軟件作任何修改。

2 、NCS投運(yùn)后的運(yùn)行情況

在NCS系統(tǒng)投運(yùn)初期，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，直觀的監(jiān)控界面、安全可靠的遙控操作方式都給運(yùn)行帶來了極大的幫助。但是在運(yùn)行幾年后，NCS系統(tǒng)兩臺(tái)主機(jī)開始陸續(xù)出現(xiàn)一些故障，導(dǎo)致系統(tǒng)中存在主機(jī)不可用的問題，雖然產(chǎn)生這樣的故障后系統(tǒng)仍然保持正常運(yùn)行，但是系統(tǒng)的可靠性大打折扣，一臺(tái)主機(jī)故障期間如果另一臺(tái)主機(jī)也發(fā)生故障，則整個(gè)NCS系統(tǒng)將不可用，這對(duì)500kV開關(guān)站的運(yùn)行將產(chǎn)生重大的影響。

從以上故障分析中看出，NCS主機(jī)故障基本上都是由于硬件問題而導(dǎo)致的。經(jīng)過向其他電廠、變電站調(diào)研，同一型號(hào)的SUN服務(wù)器運(yùn)行情況都不是很好，或多或少都存在一些問題。由于該機(jī)型問題普遍，且廠家已經(jīng)停產(chǎn)，考慮到NCS系統(tǒng)今后的運(yùn)行和維護(hù)，決定對(duì)SUN的T2000型服務(wù)器進(jìn)行更換。經(jīng)過多方調(diào)研及南瑞廠家的推薦，最終決定采用富士通TX150來取代原來的SUN T2000。

3 、NCS系統(tǒng)主機(jī)改造實(shí)施

NCS主機(jī)作為NCS系統(tǒng)站控層的核心部分，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、通信、用戶管理以及數(shù)據(jù)、邏輯運(yùn)算與處理，在500kV開關(guān)站正常運(yùn)行的條件下，在更換NCS主機(jī)的過程中必須時(shí)刻保持NCS系統(tǒng)中至少有一臺(tái)主機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)，維持NCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行。綜合考慮后確定主機(jī)更換改造的方案要點(diǎn)如下：

（1）從原主機(jī)備份數(shù)據(jù)庫、畫面、系統(tǒng)配置文件。

（2）對(duì)富士通主機(jī)上電，導(dǎo)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、畫面、配置等文件后進(jìn)行拷機(jī)試驗(yàn)。

（3）對(duì)兩臺(tái)主機(jī)進(jìn)行逐臺(tái)更換。

（4）主機(jī)更換完成后進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)在更換主機(jī)后各項(xiàng)功能正常。

3.1 NCS系統(tǒng)主機(jī)更換過程

老的SUN主機(jī)是SPARC平臺(tái)，新的富士通主機(jī)是X86平臺(tái)，同一系統(tǒng)中不能出現(xiàn)兩個(gè)不同平臺(tái)的主機(jī)，因此不能簡(jiǎn)單的直接拿一臺(tái)富士通主機(jī)換下一臺(tái)SUN主機(jī)。

采取的方法是將系統(tǒng)中所有操作員站、工程師站的B網(wǎng)斷開，同時(shí)將原主機(jī)二的A網(wǎng)也斷開，此時(shí)由原主機(jī)一通過A網(wǎng)帶整個(gè)系統(tǒng)。然后將新主機(jī)二接入B網(wǎng)，核對(duì)新主機(jī)二與原主機(jī)一之間的數(shù)據(jù)庫及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是否一致。在確認(rèn)無誤后將操作員站、工程師站的A網(wǎng)斷開接入B網(wǎng)，由新主機(jī)二通過B網(wǎng)帶整個(gè)系統(tǒng)，核對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，確認(rèn)無誤后將原主機(jī)一撤下，換上新主機(jī)一，然后恢復(fù)A網(wǎng)，至此更換主機(jī)的工作完成。

由于主機(jī)從SPARC平臺(tái)更換到了X86平臺(tái)，系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的后臺(tái)軟件也要進(jìn)行相應(yīng)的版本升級(jí)。主機(jī)的后臺(tái)軟件版本升級(jí)要在掛網(wǎng)之間完成，操作員站、工程師站要在斷開A網(wǎng)之后接入B網(wǎng)之前完成，逐臺(tái)升級(jí)后掛入B網(wǎng)，全部完成后恢復(fù)A網(wǎng)，檢查系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

3.2 NCS主機(jī)更換完成后需進(jìn)行的試驗(yàn)

NCS主機(jī)更換完成后，由于機(jī)型、操作平臺(tái)、后臺(tái)軟件版本都進(jìn)行了變更，因此要進(jìn)行一系列的試驗(yàn)來驗(yàn)證主機(jī)更換后是否存在意料之外的問題。試驗(yàn)內(nèi)容主要有以下幾項(xiàng)。

（1）畫面顯示檢查。要求在主機(jī)一、二及所有操作員站、工程師站上分別打開所有畫面進(jìn)行檢查。

（2）遙信變位試驗(yàn)。在每個(gè)間隔隨機(jī)抽檢若干遙信量。

（3）遙控試驗(yàn)。在遙控試驗(yàn)之前必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行有效的安措，防止遙控命令發(fā)到一次設(shè)備上，造成開關(guān)或刀閘的誤合誤分，還要核對(duì)遙控邏輯關(guān)系表與遙控點(diǎn)表的一致性。

（4）雪崩試驗(yàn)。同時(shí)模擬16個(gè)遙信變位，在NCS后臺(tái)檢查事件記錄，16條遙信變位記錄應(yīng)該都能被正確記錄。

（5）SOE分辨率試驗(yàn)。選擇3個(gè)遙信，分別按照2ms和1ms的時(shí)間間隔依次觸發(fā)3個(gè)遙信變位，在NCS后臺(tái)檢查事件記錄，3條遙信變位記錄順序正確，時(shí)間間隔應(yīng)該滿足要求。

（6）打印功能試驗(yàn)。在各個(gè)操作員站選擇畫面、報(bào)表、事件記錄進(jìn)行打印試驗(yàn)，確認(rèn)打印程序正常。

3.3 NCS主機(jī)改造過程中遇到的問題及解決方法

在NCS主機(jī)改造的過程中，先后遇到了一些問題。

（1）NCS主機(jī)擴(kuò)展顯卡安裝問題導(dǎo)致主機(jī)電腦不能正常開機(jī)。國(guó)電南瑞公司對(duì)原裝富士通服務(wù)器進(jìn)行了顯卡升級(jí)，增加獨(dú)立顯卡來滿足系統(tǒng)運(yùn)行的需要，但是一開始顯卡的安裝方式為卡扣式安裝，顯卡不能很好地固定在卡槽內(nèi)，后來更換顯卡，采用螺絲擰緊的固定方式解決了此問題。

（2）在新主機(jī)上恢復(fù)備份數(shù)據(jù)庫后核對(duì)數(shù)據(jù)庫點(diǎn)表時(shí)發(fā)現(xiàn)遙測(cè)、遙脈系數(shù)沒有恢復(fù)備份，國(guó)電南瑞進(jìn)行分析后認(rèn)為造成此問題的原因是由于軟件操作平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫程序版本不同造成的，需要在新數(shù)據(jù)庫中手動(dòng)將遙測(cè)、遙脈系數(shù)輸入進(jìn)去。為確保其他數(shù)據(jù)沒有此問題，對(duì)數(shù)據(jù)庫中所有點(diǎn)表進(jìn)行了比對(duì)，確認(rèn)無誤。

（3）在更換NCS主機(jī)的過程中，在原主機(jī)一通過A網(wǎng)帶整個(gè)系統(tǒng)，新主機(jī)二連接B網(wǎng)的狀態(tài)下，檢查發(fā)現(xiàn)主機(jī)二與間隔層B網(wǎng)不能正常進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，只有鏈路測(cè)試報(bào)文，而沒有數(shù)據(jù)傳輸報(bào)文。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)檢查發(fā)現(xiàn)間隔層B網(wǎng)通信配置與A網(wǎng)有所不同，更改配置后進(jìn)行試驗(yàn)，B網(wǎng)能夠正常進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。此問題是由于調(diào)試期間沒有進(jìn)行單網(wǎng)運(yùn)行試驗(yàn)而造成的，這也提醒我們?cè)谡{(diào)試期間一定要把各項(xiàng)試驗(yàn)做細(xì)，做完整。

（4）NCS主機(jī)更換完成后部分報(bào)表無法正常打開。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由于后臺(tái)程序升級(jí)，原數(shù)據(jù)庫程序與后臺(tái)程序不兼容，報(bào)表內(nèi)存分配與原程序不同，國(guó)電南瑞對(duì)數(shù)據(jù)庫程序進(jìn)行升級(jí)后所有報(bào)表均能正確打開。

（5）在進(jìn)行打印試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)只能打印事件記錄，畫面、報(bào)表等都不能打印。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)新后臺(tái)程序中打印模塊存在一些問題，國(guó)電南瑞對(duì)打印模塊程序進(jìn)行了升級(jí)后打印功能正常。

以上這幾個(gè)改造過程中遇到的問題，大部分都是由于操作平臺(tái)更換，程序升級(jí)后造成的程序之間的配合問題，這雖然在主機(jī)改造前可以預(yù)見到會(huì)存在這方面的問題，但具體到哪里會(huì)出問題還是難以判斷的，因此在主機(jī)更換完成后的試驗(yàn)要格外的仔細(xì)。

4 、結(jié)束語

NCS系統(tǒng)的正常穩(wěn)定的運(yùn)行，對(duì)500kV開關(guān)站的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力的保障，NCS主機(jī)改造的完成大大提高了NCS系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雖然在改造實(shí)施前，維修技術(shù)人員和廠家人員做了很多的工作，制定了詳細(xì)的改造實(shí)施步驟，做了充分的事故預(yù)想和風(fēng)險(xiǎn)分析，但是在整個(gè)改造過程中還是遇到了一些意想不到的問題，經(jīng)過多方努力解決了這些問題，確保了NCS主機(jī)改造的順利完成。此次改造也使維修人員對(duì)NCS系統(tǒng)有了更深一層的了解，為今后對(duì)NCS系統(tǒng)的維護(hù)提供了很大的幫助，此次改造中的一些分析問題以及現(xiàn)場(chǎng)施工組織的方式方法也可供今后其他改造項(xiàng)目借鑒。

作者簡(jiǎn)介：

常森偉（1983-）男 河南 工程師 碩士研究生 從事核電廠電氣調(diào)試、維修及管理工作。