淺談500?kV鹽都變計算機監控系統改造的技術

吳蘇平

摘 要：該文介紹了鹽城供電公司500 kV鹽都變計算機監控系統改造換行的技術要點及技術總結，從技術的角度上分析了500 kV鹽都變計算機監控系統的改造要求及系統結構的安全性、可靠性、合理性，強調了系統的綜合集成，通過該次監控系統由單一串口轉換網絡接口，從而對變電站內開關、刀閘等設備實現了高效監管，提高了500 kV鹽都變的設備運行可靠性。基于D25支持Peer to Peer對等通信模式，因此間隔層D25控制單元直接同當地NS2000后臺監控系統及D200 RTU遠動裝置通信管理機以網絡方式交換數據，直采直送，保證調度主站和當地NS2000后臺監控系統的實時性。當D200A和D200B雙機出現故障時，不會影響到當地運行人員對整個變電站的實時運行數據的監測和控制，保證了500 kV鹽都變的安全運行。

關鍵詞：網絡 串口 D25 系統結構

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（a）-0086-03

隨著電力通信技術和計算機技術的迅猛發展，變電站綜合自動化監控技術正在朝著網絡化、綜合智能化、多媒體化的方向發展。現階段網絡通信模式以安全、經濟、高速、點對面、面對面等優點慢慢替代原先RS485、422等點對點的串口通信方式，在電力通信中得到廣泛應用。該文結合500 kV鹽都變計算機監控系統改造實際工作中的經驗，對監控系統RS485單一通信轉雙通道網絡交換通信中的技術要求進行了探討。

1 鹽都變計算機監控系統概況

1.1 系統現狀

500kV鹽都變計算機監控系統為南瑞科技RD-800系統，配置為：

SCADA工作站 ULTRA 60 2臺；

操作員工作站 ULTRA 5 2臺；

單網結構。

間隔層設備為上海惠安公司的D25測控裝置，通信服務器為D200A、B雙機配置。

系統還有一臺通信接口機（IBM/PC）采用串口與直流系統和ABB保護管理機通信。

另外，220 kV南瑞保護管理機通過網絡方式接入。

系統結構如圖1。

1.2 改造原因

D200A和D200B雙機采用串口分別與同一臺D25的兩個串口通信后，將采集到的實時數據送往調度主站系統，一旦D200A和D200B雙機同時出現故障時，整個變電站的實時運行數據將無法被調度方及當地運行人員監控，這不利于整個變電站電網安全運行。

1.3 改造內容

（1）后臺監控系統更換為NS-2000系統，配置系統服務器兼操作員工作站兩臺，維護工作站一臺，雙以太網結構。

（2）2臺NS-2000主機服務器的前置機部分采用雙網直接與D25進行實時通信，如圖中的A、B網。另外2臺NS-2000主機服務器的后臺部分單獨采用雙網直接進行數據同步，如圖2的C、D網，同時維護工作站接入C、D雙網。

（3）全站由三層結構改為兩層結構，D25測控裝置由串口改為雙網絡接口。

（4）系統由單網改為雙網結構，在D200A、B增加網卡一塊（雙網口）。

（5）將原通信接口PC機改造為NSC300智能接口裝置，負責與ABB保護管理機和直流系統通信。NSC300智能接口裝置與南瑞保護管理機采用單網接入改造后的C、D網。

改造后的結構見圖2。

2 技術改造過渡方案

2.1 改造過渡方案

（1）RD-800與NS-2000并列運行，但不得同時進行遙控操作。

（2）因D200A、B分別需要修改配置并下裝，會引起三級調度的通信短時間中斷。

（3）D25在更換網絡接口時，系統無法監控，需要加強對設備和保護裝置的巡視。

改造過渡方案見圖3。

2.2 技術注意事項

（1）由于華東要以將南瑞NSC300智能遠動裝置采集到的軟保護信號通過D200上送給華東網調，已經建議客戶要求南瑞提供2個串口采用華東101標準接入D200A和D200B，然后由D200A、B機將信號轉發給調度。

（2）因南瑞NS2000服務器兼操作員站一和NS2000服務器兼操作員站二之間采用UDP廣播方式進行大量數據庫同步（1518個字節大包），維護工程師站與主機之間采用UDP廣播方式交換數據，以及NSC300智能遠動接口裝置也采用UDP廣播方式與主機服務器之間進行通信，所以要求南瑞科技將上圖2和圖3的網絡結構重新設計。

3 技術改造設備安裝步驟

3.1 NS-2000系統安裝

（1）安裝NS-2000系統三臺工作站、站控層A、B網交換機（NS-2000網絡接口設備屏）、NSC-300智能裝置（NS-2000網絡接口設備屏）、KVM驅動器。

（2）敷設站控層A、B網交換機至三臺工作站、D200A/B、NSC-300、“500 kV第四串測控屏”、“220 kV母線及公共單元測控屏”的雙網線、KVM的接口網線。

（3）將原南瑞保護管理機的網絡電纜改接至B網、將原“通信接口PC機”與ABB保護及直流系統的串口改接到NSC-300智能裝置、原RD-800系統的網絡交換機與NS-2000系統的A網互聯。

3.2 繼保室交換機安裝

（1）500 kV繼保室“500 kV第四串測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。220 kV繼保室“220 kV母線及公共單元測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。

（2）敷設500 kV繼保室、220 kV繼保室交換機至各測控屏的雙網絡電纜。

3.3 D200A、B機新增網卡安裝

（1）依此停用D200A、B機，分別新增網卡一塊（接入B網）。

（2）修改配置文件，并下裝。

（3）檢查三級調度通信狀況，確保通信正常、數據正確。

4 技術改造設備安裝步驟

4.1 NS-2000系統安裝

（1）安裝NS-2000系統三臺工作站、站控層A、B網交換機（NS-2000網絡接口設備屏）、NSC-300智能裝置（NS-2000網絡接口設備屏）、KVM驅動器。

（2）敷設站控層A、B網交換機至三臺工作站、D200A/B、NSC-300、“500 kV第四串測控屏”、“220 kV母線及公共單元測控屏”的雙網線、KVM的接口網線。

（3）將原南瑞保護管理機的網絡電纜改接至B網、將原“通信接口PC機”與ABB保護及直流系統的串口改接到NSC-300智能裝置、原RD-800系統的網絡交換機與NS-2000系統的A網互聯。

4.2 繼保室交換機安裝

（1）500 kV繼保室“500 kV第四串測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。220 kV繼保室“220 kV母線及公共單元測控屏”上安裝兩臺交換機。電源分別接UPS1、UPS2。

（2）敷設500 kV繼保室、220 kV繼保室交換機至各測控屏的雙網絡電纜。

4.3 D200A、B機新增網卡安裝

（1）依此停用D200A、B機，分別新增網卡一塊（接入B網）。

（2）修改配置文件，并下裝。

（3）檢查三級調度通信狀況，確保通信正常、數據正確。

5 技術改造試驗技術要求

5.1 試驗內容

（1）遙測。包括有功、無功、電流、母線電壓、220 kV母線頻率。直流系統、保護管理機的一些特殊遙測量。

（2）遙信。硬接點信號包括事故總信號、開關、刀閘位置。軟信號包括保護管理機、直流系統等通過智能裝置傳輸的信號。

（3）遙控。

（4）與智能裝置的通信。包括ABB保護管理機、直流系統、南瑞保護管理機的信息核對。

（5）閉鎖邏輯試驗。

5.2 試驗準備工作

（1）所有參加工作人員學習改造方案、試驗“三措”，熟悉系統及現場設備的運行狀況，熟悉系統原理。

（2）NS-2000現場安裝、調試后，先將NSC300 智能裝置、南瑞保護管理機的通信接入B網，進行相關調試。在操作員工作站對閉鎖邏輯進行模擬試驗，驗證邏輯關系，驗證正確，閉鎖邏輯調試結束。

（3）設備檢修申請得到上級調度部門批準。

（4）制定專用的試驗表格，明確各類信息的試驗方法。

（5）試驗前，核對新老系統的三遙信息表。準備必要的備品備件，一臺D25和電源等，確保完好。防止設備改造過程中出現故障，以便及時恢復。

（6）將所有D25的48V遙控電源空開拉開。除非有實際操作，否則，在整個改造、試驗期間，該開關禁止合上。

5.3 試驗步驟

（1）電話向華東、省調申請停運D25，同意后，開始工作。

（2）工作前，檢查D25的運行狀態，并與RD-800系統核對，記錄遙測數據，以便恢復后查驗。

（3）驗證RD-800系統的遙控順序。

（4）更換D25網絡接口板。

（5）在NS-2000與RD-800系統上，對照核對遙測量。

（6）檢查遙信。在端子排上模擬，與RD-800系統對照，檢查核對遙信正確性。

（7）核對遙控對應關系。

（8）恢復D25裝置至遙控出口繼電器箱的連線插頭。

（9）修改D200A、B配置，核對上傳信息。

（10）全部完成后，向華東、省調匯報該D25改造工作結束，終結相關工作單。

6 技術改造過程中重點關注

（1）NS-2000系統數據庫與RD-800系統數據庫中各D25參數是否準確；

（2）NS-2000系統畫面上開關、刀閘的名稱與RD-800系統是否對應、正確；

（3）NS-2000系統計算量公式是否與RD-800系統一致；

（4）D25測控裝置中遙測、遙信、遙控順序與NS-2000系統數據庫定義是否一致

（5）閉鎖邏輯關系是否正確。

7 設備優化改造后系統技術結論

D200A和D200B雙機與D25之間采用雙網絡進行DNP網絡冗余通信結構，增強了網絡通信可靠性、穩定性以及安全性；提高整個變電站監控系統的通信可靠性。因為D200A和D200B雙機采用雙網絡結構進行通信后將采集到的實時數據通過調度數據網直接與調度主站進行通信，同時不再將實施運行數據直接送往當地NS2000監控系統，而是由D25直接通過A、B網將實時運行數據傳送給當地NS2000監控系統，采用此網絡結構，既減少了D200網絡數據轉發的通信負荷，也提高了實時運行數據的及時傳輸響應時間和速度。基于D25支持Peer to Peer對等通信模式，因此間隔層D25控制單元直接同當地NS2000后臺監控系統及D200 RTU遠動裝置通信管理機以網絡方式交換數據，直采直送，保證調度主站和當地NS2000后臺監控系統的實時性。當D200A和D200B雙機出現故障時，不會影響到當地運行人員對整個變電站的實時運行數據的監測和控制，保證了500 kV鹽都變的安全運行。

參考文獻

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