兩起高壓開關無線終端異常的處理與分析

陸登科，馮龍梅

（1.徐州華潤電力有限公司，江蘇徐州221000；2.徐州鑫曼電力工程有限公司，江蘇徐州221000）

兩起高壓開關無線終端異常的處理與分析

陸登科1，馮龍梅2

（1.徐州華潤電力有限公司，江蘇徐州221000；2.徐州鑫曼電力工程有限公司，江蘇徐州221000）

徐州華潤電力有限公司SCADA系統和220 kV升壓站NCS，改造后遇到兩起高壓開關無線終端異常的典型案例，分析兩案例并給出類似異常情況的解決辦法和預防措施。

NCS；SCADA系統；高壓開關；無線終端異常；防范措施

1 NCS，SCADA系統概述

NCS（Network Control System）主要是在遠程后臺操作升壓站內的斷路器、隔離開關和對升壓站內開關的電流、電壓、功率等采集量的反饋監視。改造前系統高壓開關為立盤操作，后改為NCS中操作，將升壓站中的斷路器、隔離刀閘、地刀的反饋接點送至NCS操作站。同時，升壓站中的所有保護動作和保護裝置的異常情況也送至NCS后臺，以便于運行人員的監控。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統，即數據采集與監控系統，是以計算機為基礎的DCS與電力自動化監控系統，可以對現場設備進行監視和控制，以實現數據采集、測量、參數調節以及各類信號報警等功能。

NCS與SCADA系統相互獨立，SCADA主要是數據采集與監視控制系統，NCS較SCADA系統增加了對設備的操作功能。

2 220 kV升壓站及10 kV系統簡介

220 kV升壓站系統圖如圖1所示。升壓站標準運行方式：正、付段母線采用雙母線并列方式運行，母聯4610開關合上，旁路4620開關合上，正母對旁路母線充電運行。出線4683線、4685線、4689線、1#發變組和02#啟動變接于正母，出線4684線、4686線、4690線、2#發變組、01#啟動變、03#啟動變接于付母。01#，02#啟動變中性點固定接地，1#，2#主變壓器中性點接地方式按省調命令執行，但應保證有1臺主變220 kV側中性點接地。10 kV系統屬于本站外部的1條負荷饋線。

所用NCS為北京四方繼保自動化股份有限公司生產的CSI-200E數字式綜合測量控制裝置。目前，已經將4683線、4684線、4685線、4686線、4689線、4690線進行NCS改造。通過改造，可以取消原網控室立盤操作，實現在網控室電腦操作：通信正常時，可以通過網控室操作員站對220 kV系統設備進行監視和控制。通信不正常時，也可以通過網控室工程師站實現對220 kV設備的監視和控制。若NCS無法操作，可通過測控柜旋轉開關遠方實現開關的分合閘操作。

改造后的NCS，可有效提高設備運行的安全性和可靠性。系統對設備的主要功能有以下5點：

①遙信。又稱遠程信號，是對狀態信息的遠程監視。

②遙控。可接受主站下發的遙控命令，完成控制斷路器及其周圍刀閘、復歸收發信機、操作箱等操作。裝置還提供了一排就地操作按鈕，有權限的用戶可通過按鈕直接對主接線圖上對應的斷路器及其周圍刀閘進行分合操作。

③遙測。利用遠程通信技術傳送被測參量的測量值（如直流、溫度、有功功率、無功功率、電流等）。同時，通過與DCS（Distributed Control System）的融入結合，可更好地便于運行人員遠程監控升壓站和網控室的異常情況。

④“5防”閉鎖功能。在NCS中引入邏輯組態功能，將斷路器、隔離刀閘、接地刀閘的狀態引入系統，形成一套完善的閉鎖邏輯。同時，在測控柜上還增設機械閉鎖的鑰匙，更加有效實現“5防”。

⑤SOE及報表。NCS中的SOE（事故追憶）與熱工DCS中的SOE和故障錄波器基本相同。均提供了故障消除后對事故分析的依據。但前者可將所有的運行操作事件量進行記錄，技術人員可隨時調閱，大大加強了對事故及操作行為的分析。

3 NCS及SCADA系統運行期間遇到的異常

3.1 復建一線7#分支開關異常情況

2016年5月3日，接自動化班通知復建一線7#分支開關（二遙）開關實際位置與自動化SCADA系統內開關位置不符警告內容見圖2，但SCADA監控系統顯示開關三相均有電流值。現場檢查開關，確認開關實際位置處于合閘位置。經檢查NCS和現場實際狀態（圖3）后發現3個問題：①SCADA系統中復建一線7#分支開關遙測量三相均有遙測電流值且不為零，SOE信息發現開關遙信分合閘頻繁變位上報情況，證明該開關實際運行位置應為合位，分析認為是開關分合閘遙信上報錯誤導致；②復建一線7#分支開關實際位置為合閘位置；③復建一線7#分支開關FTU柜內分、合閘指示燈均不亮。

圖1 220kV升壓站系統圖

分析認為，導致這一問題的原因有3個：①開關內部二次回路合閘繼電器輔助接點故障；②開關二次出口至FTU的航空線纜或者航空插頭松動；③FTU柜內遙信回路二次接線松動。

采取4個措施：①檢查復建一線7#分支開關FTU柜底信號與控制航空插頭，確認航空插頭無松動；②將復建一線7#分支開關FTU側信號與控制航空插頭（10芯插頭）拔下，將萬用表打到通斷檔位，測量合位信號點（引腳號1）與遙信公共端（引腳號6），蜂鳴器響，確認開關內部繼電器合閘接點已觸發正常；③將航空插頭插緊復原后，檢查復建一線7#分支開關FTU柜內遙信二次接線，查至合閘燈位置處合閘信號線接觸虛；④經緊固FTU合閘指示處合閘信號線，合閘指示燈亮，檢查無誤后，聯系配調自動化班，確認復建一線7#分支開關在監視控制系統內位置恢復正確。

3.2 4683開關接地刀閘異常情況

2016年10月在復役4683線和684線的過程中，執行完4683線和4684線由檢修轉為冷備用后，在NCS操作站發現NCS系統中4683線和4684線的線路側接地刀閘4683343和4684343均在合閘位置，與就地實際位置不符。

采取措施：①查歷史及報警記錄模塊，無操作記錄；②再次檢查各操作步驟，同時進行再次就地確認線路地刀狀態。③檢查遙測、遙信、SOE和開關刀閘動作信息，無操作報告。④在SCADA系統中線路地刀處于分閘狀態。⑤通過工程師站進行狀態的確認，發現在工程師站電腦中，線路側接地刀閘的狀態與實際相符，此時初步分析數據未成功傳送至操作員站電腦中。然后就通信線路及接線端子進行細致的檢查，經過一系列檢查，通信系統正常，因而判斷為操作員站的電腦系統軟件死機，將操作員站電腦進行重啟后，NCS運行正常，線路側接地刀閘狀態與實際相符。4683線、4684線測控柜后接線端子排。

4 終端設備防范措施

（1）設備驗收及運行維護要嚴格按照標準執行，實行定期信號測試，確保設備處于良好運行狀態。

（2）加強對FTU終端計算機的各種運行狀態的監視，加強現場的巡視，若發現終端的遙測數據異常，及時匯報聯系檢修處理。

（3）完備通信技術，提供SCADA系統、NCS運行所需的相關配置，同一個系統站內的每個RTU的IP地址都不能重復。主要是針對開關信息的配置管理、用戶權限設置，不同的用戶提供不同的訪問權限，不得隨意訪問。

（4）日常設備的維護中，加強對通信設備和計算機硬件設備的維護，及時更新計算機硬件設施，保證計算機能長期處于良好運行狀態。

圖2 SCADA系統中開關狀態

圖3 開關實際狀態

5 總結及建議

（1）接線方式盡量采取光纖接線，保證數據傳輸的穩定性。

（2）NCS及SCADA系統的工作電源必須可靠，直流電源采取雙電源供給。

（3）NCS及SCADA系統的改造為升壓站的操作帶來了極大方便和安全，“5防”系統大大提高了系統的安全性。

（4）SOE、保護事件、保護告警、應用模塊等對升壓站內出現的異常處理分析提供了參考價值高的數據。

（5）通過NCS，SCADA與DCS的融合，借助DCS畫面可以確知各設備實際運行狀態，為設備檢查提供了便利，與就地檢查互相配合，可以提高監視效率。

（6）如果一次設備質量和維護不過關，升壓站中的所有操作將不會成功。因此，需對升壓站中的設備進行一次可靠性評價，對可靠性差的設備及時更換或增加維護頻率。

（7）在升壓站異常處理的過程中，注意處理流程，及時與調度溝通匯報，及時聯系檢修。

（8）日常維護的過程中，在維護主服務器的同時，也要加強對操作員站的電腦進行維護，及時更新電腦硬件設備。

（9）本站采取兩條出線共用1個測控柜，因此在操作過程中需特別關注設備名稱，以防走錯間隔，造成誤操作。建議將2個測控單元的距離拉開，或進行特別標識。

6 結束語

本站220 kV升壓站自NCS改造以來，運行狀況良好，電氣系統的各項功能運行良好，未出現誤操作、誤動作事件，將陸續將升壓站內的其他設備擇機進行NCS改造，納入NCS，也希望本站的NCS改造應用及出現異常為以后同類型工程改造提供一些成功經驗。

［1］CSI-200E數字式綜合測量控制裝置說明書[M].北京：北京四方繼保自動化股份有限公司.

［2］李智華，陳洪博.河北國華定洲電廠NCS系統改造中的問題及解決方案[J].科學之友，2011，（19）：29-31.

〔編輯 吳建卿〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.22