提高乙烯110 kV 變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性

談 鑫，薛玉珍，陳 杰，范永強

（1.蘭州石化公司電儀事業(yè)部，甘肅 蘭州 730060；2.蘭州石化公司動力廠，甘肅 蘭州 730060）

0 背 景

首先，乙烯110 kV變電站作為乙烯廠的中央變電站，下設7個6 kV變電所，承擔著為乙烯、丁二烯、汽油加氫、三聚、全密及芳烴等8 套裝置供電的重要任務，其監(jiān)控系統(tǒng)完好、靈敏、準確對裝置穩(wěn)定生產至關重要。近年來，由于后臺監(jiān)控系統(tǒng)使用年限較長，出現(xiàn)了測控裝置電故障、后臺機故障、網絡接入服務器故障、通信中斷、小電流選線誤報、現(xiàn)場操作信號滯后、保護報文錯誤等故障。監(jiān)控系統(tǒng)故障頻發(fā)，導致變電站綜合自動化遙控功能喪失，嚴重影響了供電系統(tǒng)的正常運行，影響裝置生產，危害現(xiàn)場操作人員生命安全。

其次，由于近年國企改革，企業(yè)員工日益減少，裝置生產運行存在較大壓力。作為工廠電力運行部門，在現(xiàn)有基礎上為保證生產裝置穩(wěn)定運行，通過提高變電站自動化程度以適應公司人員結構不斷減少的現(xiàn)狀很有必要。

1 變電站原有監(jiān)控系統(tǒng)結構簡介

原有110 kV 乙烯變電站微機綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用南京中德系統(tǒng)控制有限責任公司開發(fā)的NSP2000系統(tǒng)，保護單元以西門子7SJ62 為主；本站設有故障錄波系統(tǒng)一套，6 臺主變壓器及所有的下級饋線保護裝置7UT612、7SJ62、NSC40B，電量采集裝置、直流屏、消弧線圈，中壓柜數(shù)顯表等通過RS485 接口經NSC60接口轉換箱轉換為RS232 通信方式與通信管理機進行通信，10 臺NSC681 測控單元通過網絡數(shù)據(jù)的方式與通信管理機進行通信，將實時數(shù)據(jù)狀態(tài)送入1#、2#、3#后臺終端服務器，通過顯示器實時監(jiān)控顯示[1]。

2 改造升級過程

2.1 OPEN3000 監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能介紹

監(jiān)控站的OPEN3000 A、B 網同時運行，即：主變電站和裝置變都有其相應的主機和備機進行監(jiān)控，通過交換機接入A、B 監(jiān)控機上，故障時刻自動切換，可靠性高、穩(wěn)定性強。OPEN3000 軟件監(jiān)控系統(tǒng)主要用于監(jiān)視變電站電氣設備運行情況、一次設備運行方式、保護及自動裝置動作情況，各種遙測值的監(jiān)視，其主要監(jiān)控顯示、記錄的內容如下。

（1）監(jiān)視主要設備的運行工況、位置和參數(shù)。

（2）對主要設備的分、合閘操作，各電壓等級設備運行方式改變的倒閘操作等過程所經歷的主要動作步驟予以監(jiān)視和控制。

（3）當監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生故障時，給出提示、報警信息。設備以不同顏色區(qū)分不同狀態(tài)、位置及報警信號，故障和事故以不同的音響和語音播報，自動退出報警畫面。

（4）自動上傳實時事項，報警發(fā)生的時間、位置、報警內容。

（5）自動轉入數(shù)據(jù)庫、形成故障事故記錄文件。

2.2 改造過程簡述

本次改造軟件系統(tǒng)繼續(xù)運用國電南瑞公司系統(tǒng)軟件，將原來的200NT 后臺監(jiān)控系統(tǒng)升級為OPEN3000監(jiān)控系統(tǒng)。硬件部分利用原有控制屏柜及柜內原二次接線，拆除、更新110 kV 中央變電站及7 所下級6 kV變電所部分硬件，具體實施過程如下。

（1）整理點表，對系統(tǒng)斷路器狀態(tài)、刀閘狀態(tài)、接地刀狀態(tài)、保護信息、告警信息等遙信、遙測量進行整理，確保數(shù)據(jù)信息準確無誤，數(shù)據(jù)通過點表的形式實現(xiàn)裝置、前置、后臺三者對應。

（2）安裝操作平臺，Linux 系統(tǒng)，繪制主接線圖、分圖、通信狀態(tài)圖、光子牌圖并關聯(lián)數(shù)據(jù)庫。

（3）設置數(shù)據(jù)庫，設置用于實時數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控的SCADA 數(shù)據(jù)庫子表；設置用于交換機端口設置和進程管理的PUBLIC 數(shù)據(jù)庫子表；設置進行實時庫管理的PAS_MODEL 數(shù)據(jù)庫子表；設置前置機上傳信息規(guī)約解讀，遙信轉發(fā)、遙測轉發(fā)，廠站識別等的FES 數(shù)據(jù)庫子表。

（4）硬件安裝更新，利用原有控制屏柜及柜內原二次接線，拆除原有的前置機、接口轉換箱、終端服務器、測控單元NSC681，用NSC2200E 通信管理機代替前置機，更換新的測控裝置，將原來的NSR200 故障錄波裝置更新為NSR2000 故障錄波。

（5）對NSC2200E 通信管理機進行規(guī)約配置，通過103 規(guī)約實現(xiàn)各間隔繼電保護裝置串行通信；通過101 規(guī)約實現(xiàn)以太網接口的智能通信；通過102 規(guī)約或DL/T645 實現(xiàn)與數(shù)字電度表的通信；最后將這些數(shù)據(jù)整體打包通過104 規(guī)約實現(xiàn)與后臺的通信。后臺測控單元NSC681，7UT612、7SJ62、NSC40B 等保護裝置，電量采集裝置、直流屏、消弧線圈，中壓柜數(shù)顯表等都通過RS485 通信接口與通信管理機NSC2200E 相連接，經網絡交換機轉換后直接接入后臺工作站進行實時監(jiān)控。7 個下級變都有一套獨立的通信系統(tǒng)，結構與110 kV 一致，通過光纖傳輸至110 kV 變電站進行集控，改造中減少了中間環(huán)節(jié)，直接將信號引入后臺通信管理機，減少了交換機、轉換箱等設備，即能降低故障率又實現(xiàn)了節(jié)能減排。

（6）改造后性能測試。由后臺監(jiān)控人員與現(xiàn)場操作人員進行配合，對改造后監(jiān)控系統(tǒng)的信息準確性、動作可靠性進行測試，對所有控制柜的遙信量測試、遙控量測試、遙測量核對，告警信息、事件記錄等信息核對，確保上傳信號及數(shù)據(jù)與現(xiàn)場動作情況相一致，信號準確率達到100%，目前乙烯110 kV 變電站主要電氣設備已全部完成性能考核，滿足大乙烯供電需要[2]。

3 改造后系統(tǒng)監(jiān)控功能的完善

本次改造完善了原有后臺的監(jiān)控信息量，主要新增了如下監(jiān)控信息。

（1）本次改造將本變及下級變電所直流屏保護信號及電池電壓檢測信號都接入后臺，實現(xiàn)了后臺對直流屏保護跳閘、電池電壓的實時監(jiān)測，減少運行巡檢工作量，增強系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

（2）原有后臺下級裝置變間隔通信狀態(tài)無顯示，此次改造將對下級變設備通信狀態(tài)、保護動作情況進行完善。點擊間隔可查看設備實時信息，及保護動作情況。

（3）事故總通信狀態(tài)顯示更加全面，運行人員更能及時掌握系統(tǒng)通信狀態(tài)。光子牌顯示更加清晰，通信狀態(tài)及保護動作狀態(tài)變化，光子牌會有色變，運行人員能清晰看到通信狀態(tài)、動作情況。

（4）將下級裝置變電鍍表通信接入后臺，實現(xiàn)了后臺對裝置變用電量的監(jiān)測，降低了運行人員的工作量。

（5）設置遙控操作雙重密碼，操作是需要經過雙重認證才能進行最終操作防止誤操作。

（6）原有監(jiān)控系統(tǒng)模擬量、開關量等信息量足夠豐富，但信息未作進一步的分類、處理；若各種信號動作頻繁，遺漏重要告警信號，延誤處理易造成事故；發(fā)生事故時，事件記錄多，值班員很難抓住重點，影響事故的正確處理。改造后分層分類顯示并處理告警信號，推理出可能的故障后及時預警；提取故障報警信息，輔助故障判斷及快速處理。將告警信息分門別類，分為時實信息、斷路器信息、隔刀信息、地刀信息、一般信息、保護報文等。

（7）將小電流選線裝置動作信號接入后臺，實現(xiàn)后臺實時顯示。

4 結 論

本次改造更新測控裝置，解決了測控單元電源板故障導致的裝置變信息中斷問題。優(yōu)化了通信硬件架構，有效解決了通信環(huán)節(jié)復雜，故障高發(fā)的難題。升級110 kV 主變后臺機解決了原有的NSC200NT 系統(tǒng)只兼容wondows2003 以下的專業(yè)版操作系統(tǒng)不兼容高版本操作系統(tǒng)的問題。采用Linux 平臺提高抗病毒能力。將原有的NSR200 故障錄波裝置更新為NSR2000 故障錄波解決了故障錄波故障報警的問題。優(yōu)化后臺界面，分類報文信息，完善后臺遙控功能，將部分電度量接入后臺系統(tǒng)，降低了電量讀數(shù)誤差，提高了計量數(shù)據(jù)準確性。遙控功能采用監(jiān)控操作、兩級密碼管理，有效降低遙控操作風險，提升了后臺監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，提升了變電站自動化程度，適應公司人員減少的現(xiàn)狀。