變電站監(jiān)控系統(tǒng)不停電補(bǔ)強(qiáng)的研究與實(shí)踐

吳旭光 唐曉玲 潘偉

摘 要：常規(guī)變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造需結(jié)合一次停電完成，在電力負(fù)荷較重的區(qū)域根本無法正常開展，且造價(jià)高，工期長(zhǎng)，實(shí)施難度較大。文章針對(duì)此問題，提出了在不停電地條件下通過更換遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)及站控層設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)補(bǔ)強(qiáng)改造的方法，并提出了詳細(xì)的改造方案及實(shí)例，為變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的改造升級(jí)提供了一種全新的思路。

關(guān)鍵詞：RTU；不停電；監(jiān)控系統(tǒng)；改造

前言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站的自動(dòng)化水平也有了很大的提高。基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化通道及104規(guī)約的應(yīng)用成為主流[1-3]，極大地提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，溫州地區(qū)新建變電站的綜自系統(tǒng)與遠(yuǎn)方主站的通信均采用網(wǎng)絡(luò)104規(guī)約為主通道。但某些老變電站沿用的RTU設(shè)備，其總控單元支持的規(guī)約種類有限，與遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)間仍運(yùn)行簡(jiǎn)單的CDT或DISA規(guī)約，無法支持網(wǎng)絡(luò)104規(guī)約的接入。這些老舊變電站內(nèi)裝置設(shè)備運(yùn)行時(shí)間超周期，內(nèi)部芯片的正常壽命已到，維護(hù)工作量巨大，且廠家已經(jīng)停止對(duì)RTU裝置的維護(hù)，無法提供相應(yīng)的技術(shù)支持，相關(guān)設(shè)備已停產(chǎn)，無法提供備件。一旦插件故障將導(dǎo)致四遙信號(hào)無法正常的采集。這些不穩(wěn)定因素都對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成重大隱患。但由于綜自改造需一次設(shè)備停電配合進(jìn)行二次回路的接入及信息聯(lián)調(diào)，在電力負(fù)荷較重的區(qū)域根本無法正常開展，且造價(jià)高，工期長(zhǎng)，實(shí)施難度較大。本文提出了在保證電網(wǎng)可靠性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)RTU老站在不停電地條件下通過更換遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)及站控層設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)補(bǔ)強(qiáng)改造的方法和實(shí)例。

1 現(xiàn)狀分析及方案確定

1.1 工程現(xiàn)狀

目前溫州地區(qū)已實(shí)現(xiàn)地縣調(diào)度一體化系統(tǒng)，地調(diào)采用南瑞科技的open3000系統(tǒng)，可支持cdt、101、104等多種規(guī)約，實(shí)現(xiàn)了溫州地區(qū)所有變電站的集中監(jiān)控，多數(shù)變電站已實(shí)現(xiàn)無人值班。110kV大荊變?cè)?0kV及35kV采用南瑞繼保RCS9611、RCS9612保護(hù)測(cè)控一體化裝置，通過485串口和RCS9692規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置通信。后臺(tái)系統(tǒng)、總控裝置及110kV間隔數(shù)據(jù)采集仍采用南瑞科技RTU裝置，監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。總控單元是DISA-2型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換樞紐，負(fù)責(zé)從各單元監(jiān)控裝置采集數(shù)據(jù)，并分發(fā)必要數(shù)據(jù)到指定的單元監(jiān)控裝置。總控單元內(nèi)保存了反映變電站運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，并用各單元監(jiān)控裝置的新數(shù)據(jù)不斷更新數(shù)據(jù)庫(kù)。通過與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)方調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)時(shí)地將變電所的工況信息上送。同時(shí)來自調(diào)度集控中心及后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的控制、調(diào)節(jié)命令也必須由總控裝置分發(fā)到各控制單元執(zhí)行。

1.2 變電站改造方案

本次改造站控層采用南瑞繼保PCS9700智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)。改造后系統(tǒng)按照一體化監(jiān)控平臺(tái)配置，采用IEC61850規(guī)約，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽等功能，并支持逐間隔進(jìn)行智能化改造的無縫接入，大大降低今后智能化的費(fèi)用。改造后監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。新增1臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)通信工作站（含雙主機(jī)），與主站實(shí)現(xiàn)104網(wǎng)絡(luò)通道及101模擬通道雙通道通信；配置1臺(tái)規(guī)約轉(zhuǎn)換器用于接入10kV、35kV保護(hù)測(cè)控一體化裝置四遙信息；保留原110kV及主變間隔接入DISA RTU裝置二次回路接線不動(dòng)，采集信息由DISA裝置以CDT規(guī)約通過原來到后臺(tái)的RS232串口接入規(guī)約轉(zhuǎn)換器，送到站控層網(wǎng)絡(luò)。原主變及110kV保護(hù)裝置仍由老的RCS-9692裝置匯總再經(jīng)新增規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置上送后臺(tái)監(jiān)控。配置2臺(tái)測(cè)控裝置用于接入110kV及公用間隔信息。每臺(tái)測(cè)控可采集2個(gè)間隔的遙測(cè)數(shù)據(jù)、8路直流遙測(cè)量、80路遙信及22路遙控。配置1臺(tái)交換機(jī)用于全站組建100M單網(wǎng)。

2 工程實(shí)施方案

（1）設(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)了解原有裝置的接線端子，設(shè)備采集數(shù)量，確認(rèn)用于更換裝置的詳細(xì)配置。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的原有接線圖紙，按照不改動(dòng)外部電纜回路的情況下，重新設(shè)計(jì)圖紙，新裝置在出廠前按照新設(shè)計(jì)的圖紙進(jìn)行裝置配線工作。（2）新增一面遠(yuǎn)動(dòng)通信屏配置，其配制如下：1臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)通信工作站RCS-9698H（含雙主機(jī)），1臺(tái)規(guī)約轉(zhuǎn)換器RCS-9794，1臺(tái)交換機(jī)PCS-9882C及兩臺(tái)測(cè)控裝置PCS-9705。設(shè)備到貨，屏柜安裝就位。裝置上電，下載裝置的配置信息。（3）統(tǒng)計(jì)DISA總控單元上的串口連接情況，記錄各串口的通信規(guī)約、轉(zhuǎn)發(fā)表、波特率、用途等數(shù)據(jù)，調(diào)試前標(biāo)記好各串口通信電纜的去向及線芯所接端子號(hào)等，以便在新遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)調(diào)試完畢投運(yùn)前，能迅速恢復(fù)DISA總控單元的原有運(yùn)行狀態(tài)。（4）新增規(guī)約轉(zhuǎn)換器接入DISA裝置，將原DISA裝置接入后臺(tái)的RS232串口接入新規(guī)約轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行通信連接；新增規(guī)約轉(zhuǎn)換器接入保護(hù)裝置。原南瑞繼保保護(hù)裝置110kV部分由老的RCS-9692裝置匯總再經(jīng)新增規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置上送后臺(tái)監(jiān)控，10kV保護(hù)裝置部分直接經(jīng)新增規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置上送后臺(tái)監(jiān)控。（5）新增測(cè)控裝置接線。主變分接頭遙控回路及公用信號(hào)接入新測(cè)控。（6）遠(yuǎn)動(dòng)及后臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)更新。由于現(xiàn)場(chǎng)更換了測(cè)控裝置、遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)和后臺(tái)，全站數(shù)據(jù)需要進(jìn)行更新，將原遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息、監(jiān)控后臺(tái)的遙測(cè)、遙信信號(hào)按照新裝置的數(shù)據(jù)重新制作，畫面及光子牌重新繪制。（7）信息聯(lián)調(diào)。調(diào)度端新建一個(gè)廠站，相關(guān)信息表由調(diào)控中心重新編制。監(jiān)控后臺(tái)及遠(yuǎn)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)更新完成后，和各裝置完成通訊工作，核對(duì)現(xiàn)場(chǎng)后臺(tái)和遠(yuǎn)方調(diào)度的三遙信號(hào)。遙測(cè)可以直接觀察數(shù)據(jù)是否正常，遙信通過人工點(diǎn)端子排上的開入量進(jìn)行信號(hào)核對(duì)工作。遙控核對(duì)時(shí)各間隔遠(yuǎn)近切換開關(guān)切換至就地。

3 結(jié)束語

隨著早期一批計(jì)算機(jī)設(shè)備的老化和落后，新一輪監(jiān)控系統(tǒng)改造在老舊變電站中拉開了序幕，傳統(tǒng)監(jiān)控改造方案存在停電時(shí)間長(zhǎng)、投資多等缺點(diǎn)，極大地限制了監(jiān)控系統(tǒng)改造的進(jìn)度。文章提出了一種在不停電地條件下通過更換遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)及站控層設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)補(bǔ)強(qiáng)改造的方法，且后期可配合一次停電靈活地對(duì)各間隔層設(shè)備進(jìn)行更換，最終實(shí)現(xiàn)全站監(jiān)控系統(tǒng)的更新?lián)Q代，為變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的改造升級(jí)提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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