前柳林泵站電力綜合自動化監控系統改造

王鑫鑫

（北京市南水北調團城湖管理處，北京 100194）

1 引言

泵站是水利工程中重要組成部分之一，它承擔著地區防洪排澇以及灌溉等重要作用。隨著社會快速發展，綠水青山就是金山銀山的理念已經深入人心，泵站的輸水和防洪功能就體現的尤為明顯，其作為水資源的搬運工，為社會經濟等發展提供了堅強的保障。

電力綜合自動化監控系統通過采集終端（電力綜合儀表、保護裝置、控制模塊單元等），把泵站10 kV、0.4 kV、直流系統等電力參數及非電力參數傳到交換機，通過系統開發及數據利用，并運用五防系統對采集的開關狀態進行監控，操作人員在上位機執行操作設備時，需要嚴格按照電力監控系統五防操作流程進行操作，從而保證設備倒閘操作的安全，并且通過電力系統監控畫面及時監測全站設備運行狀態。

2 工程應用

（1）工程簡介

前柳林泵站是南水北調來水調入密云水庫調蓄工程梯級泵站的第2級提升泵站，位于北京市海淀區蘇家坨鎮柳林村，距屯佃泵站（1站）9 km，距埝頭泵站（3站）15 km。主廠房內安裝4臺1600ZLQ6.67-50型立式軸流泵，配4臺YL355-24-1異步電動機，3工1備，單機流量為6.67 m3/s。主廠房自下而上分為流道層、水泵層、連軸層和電機層，采用肘型進水流道和虹吸式出水流道，出水流道采用真空破壞閥斷流。

泵站等別為II等，主要建筑物級別為2級，次要建筑物級別為3級。設計流量為20 m3/s，總裝機容量4×355 kW，設計揚程2.21 m。站內采用雙回10 kV電源供電。

前柳林泵站電力綜合自動化監控系統主要實現對10 kV高壓斷路器、電容器、變壓器提供控制和監視功能，同時也對10 kV進線、母線以及低壓系統設備運行狀態提供監視功能。

（2）系統結構

前柳林泵站電力綜合自動化監控系統主要由主控級和現地控制裝置等組成。

主控級操作站由哈爾濱光宇自動化軟件系統（含微機五防）1套、2臺工控機、打印機等設備組成。其主要負責軟件程序部署、遠程控制、設備信號狀態和數據畫面監視、數據分析、故障錄波以及打印等主要功能。

現地控制裝置主要由1臺高壓通信管理機、1臺低壓通信管理機、數據交換機A、數據交換機B、1臺GPS衛星時鐘等設備組成。其主要負責與前端執行設備進行集成采集與通信、數據存儲、信號跟蹤等功能；GPS衛星時鐘系統主要對監控系統的主控級單元計算機和各現地控制單元、五防系統、直流裝置和保護裝置進行時鐘同步作用。

圖1 前柳林泵站電力綜合自動化監控系統結構圖

3 監控系統改造亮點

（1）消除上位機監控系統畫面錯誤彈窗顯示。

（2）電力綜合自動化監控系統中增加故障錄波功能；添加重要參數的歷史曲線（兩段線路電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數和總功率等）查詢。

（3）兩臺變壓器溫度監測數據接入通信系統并在上位機畫面顯示。

（4）電力綜合自動化監控系統實現手車和斷路器的遠控功能。

（5）完善集控中心的遠程遙控功能。

4 監控系統改造需求分析

（1）監控系統錯誤彈窗

前柳林泵站的監控系統的主機經常出現錯誤的彈窗畫面，影響站內監控的正常監視及操作；需修改上位機組態軟件畫面及對程序進行修復。

（2）監控系統添加故障錄波和重要歷史曲線功能

原監控系統沒有集成西門子綜保的故障錄波功能，每次都需要利用西門子的保護配置軟件去現場通過數據線直接從綜保上讀取或自動化監控系統中讀取，存在不及時，數據延遲等安全隱患。在原監控軟件基礎上增加錄波管理插件，實現錄波查看功能以及添加重要參數的歷史曲線查詢。

（3）增設智能設備通信接入（兩臺站變溫度）

泵站運行至今，原設計在一些設備的通信上存在遺漏，這些設備都沒有通信到監控系統中。在原基礎上增加上述智能設備的通信，主要是兩臺站變溫度表。這些設備新增通信線，從間隔層敷設至現場的通信屏，接入原通信管理機的備用端口。

通信線纜應使用兩芯屏蔽雙絞線，以下接線位置點號僅供參考，具體以實物為準。

具體通信電纜走向及接線見表1：

表1 變壓器測溫設備

（4）手車遙控和斷路器遠控功能

泵站的中壓柜部分采用的是ABB的開關柜，斷路器、手車及接地刀都是電動機機構的；目前泵站手車的操作（運行轉試驗、試驗轉運行），都在現地面板上進行操作，不能進行遠方遙控，基于安全穩定運行的需要，增加斷路器手車部分的遙控操作。

站內所有綜保需要重新規劃、配置出口，牽涉到柜內的改線工作（表2）。

表2 西門子綜保統計及實施方案

前置軟件中增加遙控部分通信配置；后臺軟件增加遙控部分的數據庫、遙控管理及畫面關聯配置等；開關柜內的接線改造按間隔實施，詳細改造如下：

1）母聯柜

檢查端子排-X5:31、-X5:32、-X5:38、-X5:39、-X7:19、-X7:20、-X7:24、-X7:25外側是否接線，如有接線，確認外接線用途，調整改造方案，如沒有接線，按表3執行接線。

表3 母聯柜對應接線表

本項在建設階段已取消備投功能，如-X5:23、-X5:24、-X5:25端子排外側有接線，請取出，并將線纜對側取出。

裝置功能調整：

①檢查原有程序是否存在備投功能，如有則關閉此功能。

②增加遙控母聯手車功能。

③增加隔離手車工作位信號（原工程施工未接入）。

④增加遙控隔離手車功能。

⑤增加隔離手車“遠方”位置信號（原工程施工未接入）。

2）隔離柜

檢 查 端 子 排-X7:19、-X7:20、-X7:24、-X7:25、-X5:5、-X5:6外側是否接線，如有接線，確認外接線用途，調整改造方案，如沒有接線，繼續按表4執行接線。

表4 母聯柜與隔離柜之間的接線

3）變壓器柜

檢查端子排-X5:25、-X5:26、-X5:27、-X5:28、-X7:22、-X7:23、-X7:30、-X7:31外側是否接線，如有接線，確認外接線用途，調整改造方案，如沒有接線，繼續按表5執行接線。

表5 變壓器柜接線

裝置功能調整：增加遙控手車功能。

4）電機饋線柜

檢查端子排-X5:23、-X5:24、-X7:22、-X7:23、-X7:30、-X7:31外側是否接線，如有接線，確認外接線用途，調整改造方案，如沒有接線，繼續按表6執行接線。

拆除-X3:7與-BCG1:P4之間的線纜，拆除XLP3:1與-BCG1:P3之間的線纜，將XLP3的標識改為備用出口，將XLP2的標識改為 “工藝連鎖跳閘”。

表6 電機饋線柜接線

裝置功能調整：調整工藝連鎖跳閘出口和增加遙控手車功能。

5）電機補償柜

檢查端子排-X5:27、-X5:28、-X5:29、-X5:30、-X7:22、-X7:23、-X7:30、-X7:31外側是否接線，如有接線，確認外接線用途，調整改造方案，如沒有接線，繼續按表7執行接線。

表7 電機補償柜接線

裝置功能調整：增加遙控手車功能。

6）進線柜

檢 查 端 子 排-X5:27、-X5:28、-X:29、-X:30、-X7:16、-X7:17、-X7:22、-X7:23外側是否接線，如有接線，確認外接線用途，調整改造方案，如沒有接線，繼續按表8執行接線。

本項在建設階段已取消備投功能，拆除-BCG1:P4與-SFS31:5之間的線纜，拆除-BCG1:P3與-SFS31:6之間的線纜。

表8 進線柜接線

裝置功能調整：檢查原有程序是否存在備投功能，如有則關閉此功能；退出“遙跳分閘及保護跳閘閉鎖備自投”出口；增加遙控手車功能。

（5）增加完善集控中心的遠程遙控。對前柳林泵站遠程通信和集控中心硬件、軟件系統進行修改和調試，達到遠程控制和監視的目的。

5 達到效果

（1）遠程操作

最終改造后的集控系統，可實現遠程操作功能，在管理處集控中心工作站內，可以對前柳林泵站進行遠程的開關操作。

（2）安全保障

在遠程開關操作過程中，無論是現地、遠方還是遠程，都需要對泵站內10 kV高配電柜進行相應倒閘操作，為保障倒閘操作安全，特增設集控五防系統（含主機及軟件）一套。將五防系統與監控系統通信，實現五防閉鎖功能，避免誤操作。

（3）減員增效

如實現此電力綜合自動化系統改造，前柳林泵站可只留部分運行維護人員進行現場校核、檢查、應急處理工作，大大節省了人力，從而達到減員增效的目的。

6 結語

本文對前柳林泵站電力綜合自動化監控系統結構作了簡要介紹，并且對系統改造的需求進行了綜合分析。為了早日實現泵站智能化，需要對前柳林泵站電力綜合自動化監控系統進行改造，文章詳細分析案例，將為其它水利工程泵站電力綜合自動化監控系統的改造提供參考。