變電站監控系統不停電補強的研究與實踐

吳旭光 唐曉玲 潘偉

摘 要：常規變電站監控系統改造需結合一次停電完成，在電力負荷較重的區域根本無法正常開展，且造價高，工期長，實施難度較大。文章針對此問題，提出了在不停電地條件下通過更換遠動機及站控層設備實現遠動補強改造的方法，并提出了詳細的改造方案及實例，為變電站計算機監控系統的改造升級提供了一種全新的思路。

關鍵詞：RTU；不停電；監控系統；改造

前言

隨著計算機網絡和通信技術的飛速發展，變電站的自動化水平也有了很大的提高。基于網絡的數字化通道及104規約的應用成為主流[1-3]，極大地提高數據傳輸的穩定性，溫州地區新建變電站的綜自系統與遠方主站的通信均采用網絡104規約為主通道。但某些老變電站沿用的RTU設備，其總控單元支持的規約種類有限，與遠方調度系統間仍運行簡單的CDT或DISA規約，無法支持網絡104規約的接入。這些老舊變電站內裝置設備運行時間超周期，內部芯片的正常壽命已到，維護工作量巨大，且廠家已經停止對RTU裝置的維護，無法提供相應的技術支持，相關設備已停產，無法提供備件。一旦插件故障將導致四遙信號無法正常的采集。這些不穩定因素都對電網的安全穩定運行造成重大隱患。但由于綜自改造需一次設備停電配合進行二次回路的接入及信息聯調，在電力負荷較重的區域根本無法正常開展，且造價高，工期長，實施難度較大。本文提出了在保證電網可靠性的基礎上，實現RTU老站在不停電地條件下通過更換遠動機及站控層設備實現遠動補強改造的方法和實例。

1 現狀分析及方案確定

1.1 工程現狀

目前溫州地區已實現地縣調度一體化系統，地調采用南瑞科技的open3000系統，可支持cdt、101、104等多種規約，實現了溫州地區所有變電站的集中監控，多數變電站已實現無人值班。110kV大荊變在10kV及35kV采用南瑞繼保RCS9611、RCS9612保護測控一體化裝置，通過485串口和RCS9692規約轉換裝置通信。后臺系統、總控裝置及110kV間隔數據采集仍采用南瑞科技RTU裝置，監控系統結構如圖1所示。總控單元是DISA-2型系統的數據交換樞紐，負責從各單元監控裝置采集數據，并分發必要數據到指定的單元監控裝置。總控單元內保存了反映變電站運行工況的實時數據庫，并用各單元監控裝置的新數據不斷更新數據庫。通過與后臺監控系統、遠方調度系統，實時地將變電所的工況信息上送。同時來自調度集控中心及后臺監控系統的控制、調節命令也必須由總控裝置分發到各控制單元執行。

1.2 變電站改造方案

本次改造站控層采用南瑞繼保PCS9700智能變電站監控系統。改造后系統按照一體化監控平臺配置，采用IEC61850規約，可實現遠程瀏覽等功能，并支持逐間隔進行智能化改造的無縫接入，大大降低今后智能化的費用。改造后監控系統結構如圖2所示。新增1臺遠動通信工作站（含雙主機），與主站實現104網絡通道及101模擬通道雙通道通信；配置1臺規約轉換器用于接入10kV、35kV保護測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，采集信息由DISA裝置以CDT規約通過原來到后臺的RS232串口接入規約轉換器，送到站控層網絡。原主變及110kV保護裝置仍由老的RCS-9692裝置匯總再經新增規約轉換裝置上送后臺監控。配置2臺測控裝置用于接入110kV及公用間隔信息。每臺測控可采集2個間隔的遙測數據、8路直流遙測量、80路遙信及22路遙控。配置1臺交換機用于全站組建100M單網。

2 工程實施方案

（1）設計人員到現場了解原有裝置的接線端子，設備采集數量，確認用于更換裝置的詳細配置。根據現場的原有接線圖紙，按照不改動外部電纜回路的情況下，重新設計圖紙，新裝置在出廠前按照新設計的圖紙進行裝置配線工作。（2）新增一面遠動通信屏配置，其配制如下：1臺遠動通信工作站RCS-9698H（含雙主機），1臺規約轉換器RCS-9794，1臺交換機PCS-9882C及兩臺測控裝置PCS-9705。設備到貨，屏柜安裝就位。裝置上電，下載裝置的配置信息。（3）統計DISA總控單元上的串口連接情況，記錄各串口的通信規約、轉發表、波特率、用途等數據，調試前標記好各串口通信電纜的去向及線芯所接端子號等，以便在新遠動機調試完畢投運前，能迅速恢復DISA總控單元的原有運行狀態。（4）新增規約轉換器接入DISA裝置，將原DISA裝置接入后臺的RS232串口接入新規約轉換器，進行通信連接；新增規約轉換器接入保護裝置。原南瑞繼保保護裝置110kV部分由老的RCS-9692裝置匯總再經新增規約轉換裝置上送后臺監控，10kV保護裝置部分直接經新增規約轉換裝置上送后臺監控。（5）新增測控裝置接線。主變分接頭遙控回路及公用信號接入新測控。（6）遠動及后臺監控數據庫更新。由于現場更換了測控裝置、遠動機和后臺，全站數據需要進行更新，將原遠動數據庫的信息、監控后臺的遙測、遙信信號按照新裝置的數據重新制作，畫面及光子牌重新繪制。（7）信息聯調。調度端新建一個廠站，相關信息表由調控中心重新編制。監控后臺及遠動的數據庫更新完成后，和各裝置完成通訊工作，核對現場后臺和遠方調度的三遙信號。遙測可以直接觀察數據是否正常，遙信通過人工點端子排上的開入量進行信號核對工作。遙控核對時各間隔遠近切換開關切換至就地。

3 結束語

隨著早期一批計算機設備的老化和落后，新一輪監控系統改造在老舊變電站中拉開了序幕，傳統監控改造方案存在停電時間長、投資多等缺點，極大地限制了監控系統改造的進度。文章提出了一種在不停電地條件下通過更換遠動機及站控層設備實現遠動補強改造的方法，且后期可配合一次停電靈活地對各間隔層設備進行更換，最終實現全站監控系統的更新換代，為變電站計算機監控系統的改造升級提供寶貴的經驗。

參考文獻

[1]李強，朱永利.IEC60870-5-104在變電站自動化系統中的應用[J].電力系統通信，2007，28（182）：21-25.

[2]馬曉紅，管夷，林祺蓉.104規約在調度自動化系統中的應用[J].山東電力技術，2011，6（184）：2-5.

[3]白翠芝.基于調度數據網的遠動通信模式[J].云南電力技術，2013，3（41）：149-152.