500kV變電站監控系統升級改造

鄧先友，呂 濤，曹繼豐

（中國南方電網超高壓輸電公司安寧局，云南 昆明 650300）

500kV變電站監控系統升級改造

鄧先友，呂 濤，曹繼豐

（中國南方電網超高壓輸電公司安寧局，云南 昆明 650300）

針對500kV羅平變電站監控系統運行中存在的問題，制定了監控系統改造的目標和原則，分析了監控系統改造的可行性及技術難點，并提出了相應的解決方案，完成了升級改造實施工作。

變電站；監控系統；升級；改造

500kV羅平變電站地處云南省羅平縣，匯集了滇東電廠、雨旺電廠、魯布革電廠等西電東送主要電源，西部與云南500kV七甸變電站和曲靖變電站相連，東部通過500kV羅馬線與貴州天生橋換流站相連，通過500kV羅百I、II回線與廣西電網百色變電站相連，是云南電網與南方主網相連的中樞站，其安全穩定直接關系到南方主網的安全穩定。羅平變電站的計算機監控系統于2002年投運，在近年的運行中暴露出設備穩定性差的問題。為提高羅平變電站監控系統的運行可靠性和自動化水平，結合站內設備的實際情況，2008年對原監控系統部分測控裝置和監控后臺進行了升級改造，大大提高了羅平變電站的安全穩定水平。

1 改造前監控系統結構

升級改造前，羅平變電站采用北京四方繼保自動化股份有限公司生產的CSC2000計算機監控系統。該監控系統網絡結構如圖1所示，采用分層分布式雙以太網結構，分為變電站層和間隔層2層。變電站層包括操作員工作站、遠動工作站、五防工作站和服務器等；間隔層主要由測控裝置組成，測控裝置按電氣間隔配置，安裝在現場繼電保護小室內。

2 改造前的主要問題

改造前，羅平變電站CSC2000計算機監控系統主要存在以下問題：

(1) 由于羅平變電站經過多期擴建，不同期采用的測控裝置雖為同一廠家生產，但型號不同。這樣就不便于站內測控裝置備件的統一配備，也給運行維護帶來了不便。

(2) 變電站內測控裝置共59臺，其中近年擴建新投運的28臺新型測控裝置CSI-200EA運行穩定;其余31臺CSI-200C、CSD12A、CSI-202A等型號的測控裝置均為早期產品，它們的人機對話界面菜單采用拼音字母縮寫，運行維護不方便。經過近6年的不間斷運行，裝置硬件老化，經常出現電源插件損壞、人機對話面板插件損壞、通信插件損壞、不受理遙控命令、通信中斷等問題，增加了檢修人員的維護工作量，降低了系統的可靠性。

(3) CSC2000監控后臺工作站硬件配置較低，內存為128MB，硬盤為40GB，運行速度較慢；加之經過近6年的長期運行，硬件老化現象嚴重，插件故障率增高。

(4) 基于WINDOWS操作系統的CSC2000監控后臺工作站運行維護中易感染病毒，經常出現中毒導致死機的現象。

(5) CSC2000監控系統不支持在線維護功能。數據庫數據和圖形界面修改后不能在線生效，也不能自動同步到監控后臺的每臺工作站，維護工作效率低。

(6) CSC2000監控系統數據庫工具、圖形編輯工具和報表編制工具性能較弱，使用很不方便，維護工作效率低。

3 改造的目標與原則

監控系統改造是一項綜合性的大型工程，涉及到對變電站內大量設備停電，若規劃不合理將造成浪費并使監控系統的實用性難以達到目標要求。根據羅平變電站監控系統的設備實際情況和存在的問題，盡量利用原有設備，有效減少施工和調試工作量，制定了以下改造目標與原則。

(1) 將站內31臺CSI-200C 、CSD12A、CSI-202A 等型號的舊測控裝置逐步更換為CSI-200EA新型測控裝置，原有的28臺CSI-200EA測控裝置不更換。由于新、舊測控裝置都為同一廠家產品，設備尺寸、布線等都基本一致，更換測控裝置后，廠家配線人員只需重新完成屏內二次配線，原測控屏及外部回路接線不需改動。

(2) 將監控后臺工作站全部更換為高配置的UNIX操作系統工作站，提高硬件性能和抗病毒能力。

(3) 將CSC2000監控后臺更換為基于UNIX操作系統、數據庫和圖形界面易于維護的CSC2100。由于CSC2100和CSC2000監控后臺均為北京四方繼保自動化股份有限公司產的品，CSC2000監控系統數據庫的數據經過轉換后可直接導入到CSC2100監控系統數據庫，大大縮短了CSC2100監控系統數據庫數據生成的時間，同時降低了出錯的可能性。

(4) 羅平變電站在南方電網的重要性決定其不可能在全站停電的系統工況下進行監控系統改造工作。羅平變電站監控系統改造必然是一個CSC2000監控后臺逐步退出運行、CSC2100監控后臺逐步投入運行的長期過程。改造時，更換的新測控裝置直接接入CSC2100監控后臺，不更換的CSI-200EA測控裝置逐步利用停電檢修的機會再接入CSC2100監控后臺。待全站測控裝置全部接入CSC2100監控后臺后，CSC2000監控后臺才可退出運行。

(5) CSC2000和CSC21002套監控后臺并列運行期間，它們的控制及運行監視是相互獨立的。CSC2100監控后臺實現對已經改造接入間隔設備的操作和監視，CSC2000監控后臺實現對未接入間隔設備的操作和監視。對同一設備的監視與控制只能由1套系統完成，從而實現單點控制的要求，確保設備操作的安全性。

(6) 由于遠動工作站直接通過以太網與測控裝置通信，所以，更換測控裝置時遠動工作站的調試工作比較簡單，只需修改遠動工作站上相應測控裝置的設置，保證改造前后送往調度的信號點表不變，而調度端的數據庫不用修改。

4 改造的難點及解決辦法

(1) 改造前，羅平變電站監控系統的“五防”工作站通過共享內存方式與CSC2000監控后臺通信來實現“五防”邏輯閉鎖功能。但在監控系統改造期間，CSC2000和CSC21002套監控后臺并列運行，由于CSC2000監控后臺與CSC2100監控后臺版本的差異，“五防”工作站無法滿足與CSC2000和CSC21002套監控后臺同時通信的要求，不方便調試和運行。為此，將“五防”工作站與監控后臺的通信方式由共享內存方式改為UDP通信方式，再完成相應的通信設置。這樣“五防”工作站便能與2套監控后臺同時通信，確保2套系統的操作都經過“五防”工作站的邏輯判斷。

(2) 遙控試驗的安全風險較大，若安全措施不周全，可能誤控其他設備。以往監控系統改造做遙控試驗時，安全措施一般是將變電站內除了要做遙控試驗的測控裝置以外的其他測控裝置的控制功能軟壓板或出口硬壓板全部退出。這樣，一方面做安全措施的工作量較大，另一方面對非遙控試驗的測控裝置的控制功能也有限制。此次監控改造摒棄了以往的做法，先在一臺調試筆記本電腦上安裝CSC2100監控后臺軟件，并將CSC2100監控后臺的相關數據導入調試筆記本電腦， 再將調試筆記本電腦通過一根網線直接連到要做遙控試驗的測控裝置的網口上，然后在調試筆記本電腦上模擬CSC2100監控后臺進行解鎖遙控試驗，遙控正確后再在CSC2100監控后臺進行正常遙控操作。由于調試筆記本電腦一對一直接連到要做遙控試驗的測控裝置的網口上，即使誤發遙控命令，其他運行的測控裝置也無法接收到，所以，這種試驗方式不存在誤控其他設備的可能性。

(3) 測控裝置更換改造時，改造屏柜內可能會有運行的設備和回路，加之羅平變電站經過多期擴建，圖紙與現場實際接線可能不符，所以改造施工時存在施工人員觸電、誤碰、誤拆接線等安全隱患。為此，采取改造前先查清實際接線情況，將改造屏內非改造的運行設備及端子用絕緣膠布封好隔離，并對要更換改造的測控裝置的全部端子進行驗電，確保施工人員在一個有效隔離、停電的環境下進行更換改造工作。

5 結束語

羅平變電站監控系統改造后，設備可靠性明顯提高，運行性能達到了預期的效果。現總結這次改造的經驗。

(1) 更換測控裝置時摒棄了以往將測控裝置連同測控屏一起更換的做法，減少了改造的工作量和費用。

(2) 更換測控裝置時外部回路接線基本不改動，大大降低了外部回路改接線出錯的可能性。

(3) 了解當前國內外監控系統的發展水平，統計和分析站內監控設備的運行情況，只更換性能較差、運行不穩定的監控設備，充分利用原有設備，降低改造成本。

(4) 改造期間CSC2000和CSC21002套監控后臺并列運行，但遙控功能都經過“五防”工作站的五防邏輯判斷，保證了遙控操作的安全性。

(5) 由于UNIX操作系統下的病毒很少，更換監控后臺時采用基于UNIX操作系統的監控后臺，降低了監控后臺工作站感染病毒的可能性。

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2009-10-14)