500kV變電站綜合自動化系統技術改造分析

胡慧斌

（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站綜合自動化系統技術改造分析

胡慧斌

（國網四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

近年來，我國變電站的規模逐漸擴大，其變電站綜合自動化系統的監控數據也不斷增多。由于軟件、硬件性能上的不足，已經難以適應、配合變電站運行監控工作的運行。因此，改造、優化變電站綜合自動化系統，有利于提高操作的可控性，實現安全、高效的運行模式。本文將立足于技術改造的智能化分析、過程管理和改造風險控制等幾個方面，為500kV變電站綜合自動化系統的技術改造提供新的思路和建議。

變電站；綜合自動化系統；技術改造；智能化

隨著信息化時代的到來，數據采集、自動控制等技術日益成熟，推動了變電站建設與發展的技術革新，進一步實現了變電站運行的資源優化配置、有利于降低運行維護成本，提高效率指標。與此同時，國家電網對變電站的建設提出了“堅強、智能”的要求，基于變電站關鍵技術和過程控制進行綜合自動化系統的技術改造是十分必要的。

一、500kV變電站的基本現狀

就目前現狀來看，我國的500kV變電站所使用的一次設備類型較為簡單，在接線方式和典型設計上具有一定差距，且智能化投入比例較少。在二次設備的使用類型上主要包括3種，即常規保護＋RTU監視模式、常規保護＋計算機監控模式、數字化保護＋智能監控系統模式。具體而言，常規保護＋RTU監視模式的應用主要用于早期未完成計算機監控模式改造的變電站，其運行時間較長，但由于技術性較差、控制室空余屏位缺乏，大量使用長電纜、信號電纜，因此直流接地問題較多。而常規保護＋計算機監控模式是現階段變電站主要使用的類型，但是在主變、母差保護的配置上不足，不利于常規模式的改造。數字化保護＋智能監控系統模式是基于DL/ T860技術體系設計研發的，具有3層兩網（站控層、間隔層、過程層，MMS網絡和GOOSE網絡）的配置，具有智能化功能。與此同時，該系統采用直采直跳的方式，且控制小室面積小，能夠普遍地應用于光纜傳輸量測、信號控制等，擴展性較強。

二、技術改造工程中的運行監控

在變電站綜合自動化技術改造的過程中，滿足變電站正常運行所需的基本監視和控制，確保變電站安全、穩定的運營是改造實踐的基本要求。首先，計算機網絡控制具有數據共享的優勢，在技術改造的過程中采用新舊系統并行運行的方式能夠保證變電站的基本監視和控制。具體而言，在改造過程中不退出舊系統的運行，并通過站內監控網絡的集線器接入CSC-2000V2版新系統控制網絡，并采集監控網絡內的數據完成系統的調試工作，如圖1所示。其次，在改造的過程中需要對站內監控的網絡設備進行更換，此時網絡設備所傳輸的數據將暫時中斷。為了減少由于網絡更換造成監控數據的缺失，要求運行人員在現場監視設備的運營狀態。除此之外，在技術改造的過程中各個間隔的測量控制裝備不需要更換，此時測控信息將不受影響。

圖1　新、舊系統并行運行網絡示意圖

三、綜合自動化改造實施的步驟與方法

在自動化系統技術改造的過程中需要做好準備工作，包括材料和工具的準備、設備配置和技術協議是否相一致，配件齊全，以及技術人員的技術能力檢查等。在新設備的安裝前需要對網絡切換的順序進行落實，按流程進行。在調試過程中需要用交換機組建獨立的調試網絡，其中一臺電腦需安裝舊的監控系統，另一臺電腦安裝模擬軟件，逐步模擬遙信變位，核查新舊系統的反應是否無障礙。此外，制定過渡方案，明確新舊系統之間聯接界面，避免不兼容造成的系統錯誤是十分必要的。

新舊系統并列運行前，需要將間隔的遙控把手切換到就地位置，遙控回路所有出口壓板退出。在運行的過程中，通過各個間隔停電對遙控量進行驗證。當需要對某一間隔進行控制時，需要將把手切換至遠處，與相應遙控出口壓板投入。新系統在對各個間隔進行遙控前需要對監控裝置斷電，進行遙控對點操作。在遙控對點無誤的情況下再對新系統進行控制，防止意外情況發生。當全部間隔對點連接無異常后，方可對舊系統進行全面地拆除。值得一提的是，每個改造階段需要制定實施方案，明確工作范圍和步驟，對重難點問題進行分析，從而保證工作效率。

四、綜合自動化系統的數據轉換及正確性驗證

CSC-2000綜合自動化系統采用Microsoft的Visal Fox Pro數據庫，而新系統采用的則是Sun的Oracle數據庫，因此兩大數據庫在運行過程、數據庫結構和字段的定義方面有所差異。如果數據庫不能對上述問題進行正確地轉換，將造成新系統的運行錯誤，引發系統故障。針對Visal Fox Pro數據庫和Oracle數據庫編寫轉換程序，在系統技術改造的過程中對數據庫進行轉變，并對轉換后的系統進行驗證檢測，是解決該問題的首要步驟。

為了避免數據庫數據有誤和缺失等問題，進行數據庫的正確性驗證是否重要。通過模擬程序保證系統數據的正確性，對比遙測量、遙控量和遙信量，核對新舊系統的后臺變化情況，能對轉換后的數據進行有效地分析。但是，由于模擬程序本身對部分數據無法模擬，因此僅依靠模擬程序進行檢測仍有部分漏洞，其難度性較大。因此，在數據轉換之后需要對全站設備進行停電對點、現場數據的校對工作，并對一次設備和二次設備的監控數據進行核實，保證現場數據和后臺數據的一致性，減少安全隱患。

最后，我們將對改造后系統的穩定性進行驗證。具體而言，即針對500kV變電站綜合自動化系統的檢測畫面的制作和監控程序的功能、數據的核對等方面進行補充和改善。采用雙系統運行模式，有利于保證供電的穩定。對于改造后的綜合自動化系統，仍需與舊系統并行運行一段時間，從而檢測新系統的穩定性。防止由于系統隱藏問題引發的故障，無法對變電站設備進行監視與控制。其次，運行操作人員需要對新綜合自動化系統進行細致地學習和了解，掌握新的運行技術，提高自身技能。

五、變電站智能化改造應用

變電站智能化改造需要堅持“向典型設計靠攏”的原則，與此同時，優化主接線和相關設備配置。在改造的過程中需要結合變電站擴建、改建工程的實際情況，全面貫徹壽命周期管理理念，遵循科學進步的要求，實現不同類型設備之間的技術兼容。全壽命周期管理理念要求我們提高工程改造的效益，在系統規劃的前提下，進行設計、制造、安裝、運行和維修幾大環節，且降低改造成本，進行技術經濟的綜合性分析。除此之外，降低項目風險，兼顧技術進步，在設備的選型和施工方案上進行嚴格把關，有利于過程的優化。

智能化改造的目標應在結合電網運行方式的情況下，調節好接線配置，避免多次重復改造，降低成本。自動化系統應該建立一體化的智能平臺，采用數字化、網絡化的新科技，減少電纜的使用量。此外，支持大容量數據的實時傳輸，包括在線智能分析，程序化操作和一體化調控，有利于完善電網運行。其改造的關鍵點在于一次主接線優化和一次設備智能化改造。由于500kV網架出線少，在考慮供電可靠性需求時需要設置500kV出線及主變進線隔離開關和220kV旁路母線，且二次接線相對復雜。但是，現階段200kV以上的電壓等級配電裝置已經形成了多環形供電，因此由于停電、檢修造成母線解環的機率十分低，故而對變電站的影響較小。與此同時，智能組件是智能化改造的重要方面，包括斷路器控制箱、變壓器冷卻系統匯控柜、有載調壓開關控制器等，科學地改變組合架構，能夠提高靈活性。

結語

500kV變電站綜合自動化系統技術改造有效地提高了系統運行的可靠性和穩定性，在硬件性能和維護上面具有較好的優化，系統結構也進行了新的調整，包括設備數量和二次接線等。與此同時，改造后的自動化系統提高了信息傳遞的速度，在故障排查方面也更為便捷，完善了自動化系統的通信網絡，對于該行業而言具有重要意義。

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