某機場T3中心配微機保護裝置及監控系統升級改造分析

［摘 要］微機保護裝置是供配電系統的核心部件，其負責開關柜間隔的保護、控制、測量，并能直觀指示斷路器的位置、狀態信息。電力監控系統則是通過對各級配電設備運行數據及狀態信息的采集、分析、判斷，以全景圖像的形式實現對開關柜的遙測、遙信、遙控、遙視、遙調功能。通過對某機場長期運行進行分析，合資品牌微機保護裝置的可靠運行周期約為10～12 a，適時進行更新改造對于配電系統的運行安全極為重要。文章通過對某機場T3 中心配電室微機保護裝置更新改造以及后臺監控系統整合分析，實現各級配電室保護裝置型號一致、通訊規約一致、監控系統一致，以降低維護成本，降低故障率，提高設備的可靠性。

［關鍵詞］微機保護裝置；監控系統；升級改造

［中圖分類號］TV736 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）04–0003–03

1 系統現狀

1.1 微機保護裝置

現有配電室內保護裝置分兩期建設投用。

（1）1 號總配、2 號總配、T3 中心配電室設備，采用ABB SPACOM 系列微機保護裝置，1996 年投用。

（2）3 號總配（T4）設備，采用ABB REF615 微機保護裝置，2014 年投用。

1.2 后臺系統

現有后臺系統架構是由兩套獨立的監控系統組成。

（1）1 號總配、2 號總配、T3 中心配電室設備接入2003 年優化升級后的ABB MicroSCADA v8.4.5系統。

（2）3 號總配（T4） 設備接入2014 年投用的ABB MicroSCADA Pro v9.3 系統[1]。

2 系統改造目的

2.1 更新微機保護裝置

1 號總配、2 號總配、T3 中心站內的ABBSPACOM 系列保護裝置已停產，備件采購價格持續升高，后續技術支持同樣也存在問題。為減少運營成本、提高可靠性，本次改造中將ABBSPACOM 系列保護裝置升級為成本較低、使用較為成熟的的ABBREF615K 保護裝置。

2.2 整合后臺監控系統

現有系統構架下，值班人員在2 號總配內通過兩臺終端分別查看兩套系統的監控畫面，查看不直觀、不方便，畫面顯示和操作方式也不一致。同時，原有1 號總配、2 號總配、T3 中心配設備接入的是ABBMicroSCADA v8.4.5 系統，在后續運行中由于持續增加接入設備，導致系統容量已達到飽和，影響到了后臺系統運行的穩定性。為解決上述問題，本次改造通過調整現有后臺系統構架，對原有的1 號總配、2 號總配、T3 中心站的ABB MicroSCADA v8.4.5 系統進行升級，并與2014 年建成投用的3 號總配站（T4）的ABB MicroSCADA Pro v9.3 系統進行整合，合并為一套系統[2]。

3 系統改造步驟

3.1 微機保護裝置改造

將T3 中心配內的ABBSPACOM 系列保護裝置更換為成本較低的ABB REF615 保護裝置。更換下來的SPACOM 系列保護裝置作為1 號總配及2 號總配的備件，以降低1 號總配及2 號總配保護裝置的維護成本。

考慮到機場運行的特殊情況（現場可供施工的時間較短），為縮短現場改造時間，采取直接更換低壓小室門板的方案：在工廠里將REF615 保護裝置與位置指示器提前安裝在新低壓小室門板上，并將相關二次連線的一端連接到保護裝置與位置指示器上，在連接線的另一端壓上線鼻子?，F場施工時，只需將原低壓小室門板上安裝的設備二次連線從二次端子排上解除，拆下門板。安裝好新的低壓小室門板后，將新低壓小室門板的二次連線重新連接到二次端子排上即可。從而大幅縮短現場更換保護裝置的時間，將更多的時間用于更換保護裝置的設備調試上。更新保護裝置所使用的主要物料清單見表1。

3.2 后臺系統改造

將現有T3 中心配系統主機由v8.4.5 升級為Pro v9.3（需要更新相關的系統許可文件），以便以IEC61850 的以太網方式接入更換后的ABBREF615 保護裝置。

T3 中心配REF615 保護裝置使用網口連接到光纖交換機，通過光纜連接到2 號總配內新增的主網管型交換機，由網管型交換機進行通信通道的管理與分配。將T3 中心配內原先使用串口規約的設備連接到串口服務器，經光電轉換器轉換為光信號，通過光纜連接到2 號總配監控系統。

將升級為Pro v9.3 的T3 中心配系統主機移機至2號總配，作為廈門機場電力監控系統的總系統。在2號總配增加1 臺通信屏柜用于安裝新增的交換機與相關的通訊設備。

將1 號總配及2 號總配內的v8.4.5 系統同樣升級為Pro v9.3（需要更新相關的系統許可文件），保持與總系統版本的一致性。

將現有3 號總配（T4）的Pro v9.3 系統和升級后的1 號總配、2 號總配的Pro v9.3 系統，同時接入到2號總配新的總系統中。

在2 號總配系統配置中增加了4 臺大屏幕顯示器組成的監控影像，可同時提供1 號總配、2 號總配、T3 中心配、3 號總配（T4）等4 個站點的監控畫面。

系統更新所需要的主要物料清單見表2。

4 系統改造后的效果與優勢

4.1 保護裝置改造

最新的ABBREF615 保護裝置全面取代原有SPACOM 保護裝置。

原T3 中心配更換下來的SPACOM 系列保護裝置作為1 號總配及2 號總配的備件，減少維護成本。

4.2 后臺系統改造

通過調整現有后臺系統構架、升級現有老舊的v8.4.5 后臺系統，解決后臺系統的統一性與完整性，所有的監控內容可在同一套總系統中進行采集、處理、顯示，使得整個系統更加完善和穩定。同時使得整個系統的可擴展性大幅增加，未來新增的配電室均可按照現有架構接入改造后的電力監控總系統，進一步降低運行成本。

升級后的ABBMicroSCADA Pro v9.3 后臺系統及總系統，在兼容原有ABB 專有通訊規約的同時，采用了現今電力監控系統的主流規約IEC61850，在通信規約層面上，采用以太網方式，通訊架構更加靈活和簡便，在整個機場配電網絡的未來發展過程中，不會再成為瓶頸和障礙[3]。

4.3 監控系統具有以下多種功能

4.3.1 單線圖顯示功能

單線圖能動態地、根據電壓等級，以顏色區分。主接線著色根據變電站實際運行情況對一次接線圖進行著色，以不同的顏色表示線路的各種運行狀態。①母線著色定義：帶電顯示為紅色、不帶電顯示為白色、故障信號顯示為粉色、接地顯示為黃色。②邊框和站名著色定義：主站為黃色、二級站為綠色、三級站為藍色。

4.3.2 事件列表功能

通過事件列表功能，可監視系統中發生的所有事件信息。依此可驗證事故發生時繼電保護和開關的動作順序是否正確，決定相應的處理措施。也可接收到其他用戶采取的操作行動信息，如操作對象、確認報警、修改限值、登錄等。

4.3.3 報警列表功能

報警列表顯示了間隔層當前報警狀態的摘要。報警以報警文本行的方式顯示，該文本行描述了間隔層報警的起因。

4.3.4 趨勢圖功能

趨勢圖顯示是MicroSCADA Pro 應用的組件之一。趨勢圖用于趨勢分析，以曲線或表格方式顯示測量值。

4.3.5 報表功能

MicroSCADA Pro 中所有需要的數據都能以圖的方式，如曲線圖、柱狀圖顯示，或者預處理成為表的方式報告。

4.3.6 無級縮放功能

無極縮放即可在主畫面上對定點區域進行放大或縮小瀏覽的功能。

5 結束語

某機場1 號總配、2 號總配、T3 中心配電室及其分配的SPACOM 系列微機保護裝置自1996 年投用以來已使用24 a（裝置12 a 一換），隨著該保護裝置逐步退市、購置成本成倍增加，應著重考慮在保持系統穩定可靠的同時逐步完成更新替代及系統升級。改造方案是采用目前使用較為成熟、成本較低的國產合資REF 系列繼電器逐步取代SPACOM 系列繼電器，步驟是逐年更新一個站點的微機保護裝置并對后臺監控系統進行升級。2015 年更新T3 中心配電室的15 套保護裝置，并將兩套不同規約的監控系統進行整合；2017 年對東、西指廊配電室的8 套保護裝置進行更新；2018 年對助航燈光站配電室的8 套保護裝置進行更新；2019 年對2 號總配的28 套保護裝置進行更新；2022 年完成T2 航站樓配電室5 套、運行指揮中心配電室5 套保護裝置的更新；2023 年完成消防救援中心配電室10套保護裝置的更新。實現保護裝置型號統一、通訊規約統一、后臺監控系統統一，以降低維護成本、降低故障率，提高設備的可靠性。

參考文獻

[1] 黃強，徐巧，周翔宇. 微機保護測試裝置的開發及設計技術分析[J]. 電工技術，2023（12）：146-148.

[2] 楊錦. 電力運行中的變壓器保護技術應用[J]. 集成電路應用，2023，40（6）：332-333.

[3] 楊建軍. 微機保護與組合電器的選型配合分析[J]. 電工技術，2021（2）：65-66.