500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造

鄧先友，呂 濤，曹繼豐

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司安寧局，云南 昆明 650300）

500kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造

鄧先友，呂 濤，曹繼豐

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司安寧局，云南 昆明 650300）

針對(duì)500kV羅平變電站監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題，制定了監(jiān)控系統(tǒng)改造的目標(biāo)和原則，分析了監(jiān)控系統(tǒng)改造的可行性及技術(shù)難點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的解決方案，完成了升級(jí)改造實(shí)施工作。

變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；升級(jí)；改造

500kV羅平變電站地處云南省羅平縣，匯集了滇東電廠(chǎng)、雨旺電廠(chǎng)、魯布革電廠(chǎng)等西電東送主要電源，西部與云南500kV七甸變電站和曲靖變電站相連，東部通過(guò)500kV羅馬線(xiàn)與貴州天生橋換流站相連，通過(guò)500kV羅百I(mǎi)、II回線(xiàn)與廣西電網(wǎng)百色變電站相連，是云南電網(wǎng)與南方主網(wǎng)相連的中樞站，其安全穩(wěn)定直接關(guān)系到南方主網(wǎng)的安全穩(wěn)定。羅平變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)于2002年投運(yùn)，在近年的運(yùn)行中暴露出設(shè)備穩(wěn)定性差的問(wèn)題。為提高羅平變電站監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)化水平，結(jié)合站內(nèi)設(shè)備的實(shí)際情況，2008年對(duì)原監(jiān)控系統(tǒng)部分測(cè)控裝置和監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行了升級(jí)改造，大大提高了羅平變電站的安全穩(wěn)定水平。

1 改造前監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

升級(jí)改造前，羅平變電站采用北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的CSC2000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用分層分布式雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，分為變電站層和間隔層2層。變電站層包括操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、五防工作站和服務(wù)器等；間隔層主要由測(cè)控裝置組成，測(cè)控裝置按電氣間隔配置，安裝在現(xiàn)場(chǎng)繼電保護(hù)小室內(nèi)。

2 改造前的主要問(wèn)題

改造前，羅平變電站CSC2000計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要存在以下問(wèn)題：

(1) 由于羅平變電站經(jīng)過(guò)多期擴(kuò)建，不同期采用的測(cè)控裝置雖為同一廠(chǎng)家生產(chǎn)，但型號(hào)不同。這樣就不便于站內(nèi)測(cè)控裝置備件的統(tǒng)一配備，也給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)了不便。

(2) 變電站內(nèi)測(cè)控裝置共59臺(tái)，其中近年擴(kuò)建新投運(yùn)的28臺(tái)新型測(cè)控裝置CSI-200EA運(yùn)行穩(wěn)定;其余31臺(tái)CSI-200C、CSD12A、CSI-202A等型號(hào)的測(cè)控裝置均為早期產(chǎn)品，它們的人機(jī)對(duì)話(huà)界面菜單采用拼音字母縮寫(xiě)，運(yùn)行維護(hù)不方便。經(jīng)過(guò)近6年的不間斷運(yùn)行，裝置硬件老化，經(jīng)常出現(xiàn)電源插件損壞、人機(jī)對(duì)話(huà)面板插件損壞、通信插件損壞、不受理遙控命令、通信中斷等問(wèn)題，增加了檢修人員的維護(hù)工作量，降低了系統(tǒng)的可靠性。

(3) CSC2000監(jiān)控后臺(tái)工作站硬件配置較低，內(nèi)存為128MB，硬盤(pán)為40GB，運(yùn)行速度較慢；加之經(jīng)過(guò)近6年的長(zhǎng)期運(yùn)行，硬件老化現(xiàn)象嚴(yán)重，插件故障率增高。

(4) 基于WINDOWS操作系統(tǒng)的CSC2000監(jiān)控后臺(tái)工作站運(yùn)行維護(hù)中易感染病毒，經(jīng)常出現(xiàn)中毒導(dǎo)致死機(jī)的現(xiàn)象。

(5) CSC2000監(jiān)控系統(tǒng)不支持在線(xiàn)維護(hù)功能。數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)和圖形界面修改后不能在線(xiàn)生效，也不能自動(dòng)同步到監(jiān)控后臺(tái)的每臺(tái)工作站，維護(hù)工作效率低。

(6) CSC2000監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)工具、圖形編輯工具和報(bào)表編制工具性能較弱，使用很不方便，維護(hù)工作效率低。

3 改造的目標(biāo)與原則

監(jiān)控系統(tǒng)改造是一項(xiàng)綜合性的大型工程，涉及到對(duì)變電站內(nèi)大量設(shè)備停電，若規(guī)劃不合理將造成浪費(fèi)并使監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)用性難以達(dá)到目標(biāo)要求。根據(jù)羅平變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備實(shí)際情況和存在的問(wèn)題，盡量利用原有設(shè)備，有效減少施工和調(diào)試工作量，制定了以下改造目標(biāo)與原則。

(1) 將站內(nèi)31臺(tái)CSI-200C 、CSD12A、CSI-202A 等型號(hào)的舊測(cè)控裝置逐步更換為CSI-200EA新型測(cè)控裝置，原有的28臺(tái)CSI-200EA測(cè)控裝置不更換。由于新、舊測(cè)控裝置都為同一廠(chǎng)家產(chǎn)品，設(shè)備尺寸、布線(xiàn)等都基本一致，更換測(cè)控裝置后，廠(chǎng)家配線(xiàn)人員只需重新完成屏內(nèi)二次配線(xiàn)，原測(cè)控屏及外部回路接線(xiàn)不需改動(dòng)。

(2) 將監(jiān)控后臺(tái)工作站全部更換為高配置的UNIX操作系統(tǒng)工作站，提高硬件性能和抗病毒能力。

(3) 將CSC2000監(jiān)控后臺(tái)更換為基于UNIX操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形界面易于維護(hù)的CSC2100。由于CSC2100和CSC2000監(jiān)控后臺(tái)均為北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司產(chǎn)的品，CSC2000監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后可直接導(dǎo)入到CSC2100監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，大大縮短了CSC2100監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)生成的時(shí)間，同時(shí)降低了出錯(cuò)的可能性。

(4) 羅平變電站在南方電網(wǎng)的重要性決定其不可能在全站停電的系統(tǒng)工況下進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)改造工作。羅平變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造必然是一個(gè)CSC2000監(jiān)控后臺(tái)逐步退出運(yùn)行、CSC2100監(jiān)控后臺(tái)逐步投入運(yùn)行的長(zhǎng)期過(guò)程。改造時(shí)，更換的新測(cè)控裝置直接接入CSC2100監(jiān)控后臺(tái)，不更換的CSI-200EA測(cè)控裝置逐步利用停電檢修的機(jī)會(huì)再接入CSC2100監(jiān)控后臺(tái)。待全站測(cè)控裝置全部接入CSC2100監(jiān)控后臺(tái)后，CSC2000監(jiān)控后臺(tái)才可退出運(yùn)行。

(5) CSC2000和CSC21002套監(jiān)控后臺(tái)并列運(yùn)行期間，它們的控制及運(yùn)行監(jiān)視是相互獨(dú)立的。CSC2100監(jiān)控后臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)已經(jīng)改造接入間隔設(shè)備的操作和監(jiān)視，CSC2000監(jiān)控后臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)未接入間隔設(shè)備的操作和監(jiān)視。對(duì)同一設(shè)備的監(jiān)視與控制只能由1套系統(tǒng)完成，從而實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)控制的要求，確保設(shè)備操作的安全性。

(6) 由于遠(yuǎn)動(dòng)工作站直接通過(guò)以太網(wǎng)與測(cè)控裝置通信，所以，更換測(cè)控裝置時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)工作站的調(diào)試工作比較簡(jiǎn)單，只需修改遠(yuǎn)動(dòng)工作站上相應(yīng)測(cè)控裝置的設(shè)置，保證改造前后送往調(diào)度的信號(hào)點(diǎn)表不變，而調(diào)度端的數(shù)據(jù)庫(kù)不用修改。

4 改造的難點(diǎn)及解決辦法

(1) 改造前，羅平變電站監(jiān)控系統(tǒng)的“五防”工作站通過(guò)共享內(nèi)存方式與CSC2000監(jiān)控后臺(tái)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)“五防”邏輯閉鎖功能。但在監(jiān)控系統(tǒng)改造期間，CSC2000和CSC21002套監(jiān)控后臺(tái)并列運(yùn)行，由于CSC2000監(jiān)控后臺(tái)與CSC2100監(jiān)控后臺(tái)版本的差異，“五防”工作站無(wú)法滿(mǎn)足與CSC2000和CSC21002套監(jiān)控后臺(tái)同時(shí)通信的要求，不方便調(diào)試和運(yùn)行。為此，將“五防”工作站與監(jiān)控后臺(tái)的通信方式由共享內(nèi)存方式改為UDP通信方式，再完成相應(yīng)的通信設(shè)置。這樣“五防”工作站便能與2套監(jiān)控后臺(tái)同時(shí)通信，確保2套系統(tǒng)的操作都經(jīng)過(guò)“五防”工作站的邏輯判斷。

(2) 遙控試驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，若安全措施不周全，可能誤控其他設(shè)備。以往監(jiān)控系統(tǒng)改造做遙控試驗(yàn)時(shí)，安全措施一般是將變電站內(nèi)除了要做遙控試驗(yàn)的測(cè)控裝置以外的其他測(cè)控裝置的控制功能軟壓板或出口硬壓板全部退出。這樣，一方面做安全措施的工作量較大，另一方面對(duì)非遙控試驗(yàn)的測(cè)控裝置的控制功能也有限制。此次監(jiān)控改造摒棄了以往的做法，先在一臺(tái)調(diào)試筆記本電腦上安裝CSC2100監(jiān)控后臺(tái)軟件，并將CSC2100監(jiān)控后臺(tái)的相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入調(diào)試筆記本電腦， 再將調(diào)試筆記本電腦通過(guò)一根網(wǎng)線(xiàn)直接連到要做遙控試驗(yàn)的測(cè)控裝置的網(wǎng)口上，然后在調(diào)試筆記本電腦上模擬CSC2100監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行解鎖遙控試驗(yàn)，遙控正確后再在CSC2100監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行正常遙控操作。由于調(diào)試筆記本電腦一對(duì)一直接連到要做遙控試驗(yàn)的測(cè)控裝置的網(wǎng)口上，即使誤發(fā)遙控命令，其他運(yùn)行的測(cè)控裝置也無(wú)法接收到，所以，這種試驗(yàn)方式不存在誤控其他設(shè)備的可能性。

(3) 測(cè)控裝置更換改造時(shí)，改造屏柜內(nèi)可能會(huì)有運(yùn)行的設(shè)備和回路，加之羅平變電站經(jīng)過(guò)多期擴(kuò)建，圖紙與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線(xiàn)可能不符，所以改造施工時(shí)存在施工人員觸電、誤碰、誤拆接線(xiàn)等安全隱患。為此，采取改造前先查清實(shí)際接線(xiàn)情況，將改造屏內(nèi)非改造的運(yùn)行設(shè)備及端子用絕緣膠布封好隔離，并對(duì)要更換改造的測(cè)控裝置的全部端子進(jìn)行驗(yàn)電，確保施工人員在一個(gè)有效隔離、停電的環(huán)境下進(jìn)行更換改造工作。

5 結(jié)束語(yǔ)

羅平變電站監(jiān)控系統(tǒng)改造后，設(shè)備可靠性明顯提高，運(yùn)行性能達(dá)到了預(yù)期的效果?，F(xiàn)總結(jié)這次改造的經(jīng)驗(yàn)。

(1) 更換測(cè)控裝置時(shí)摒棄了以往將測(cè)控裝置連同測(cè)控屏一起更換的做法，減少了改造的工作量和費(fèi)用。

(2) 更換測(cè)控裝置時(shí)外部回路接線(xiàn)基本不改動(dòng)，大大降低了外部回路改接線(xiàn)出錯(cuò)的可能性。

(3) 了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展水平，統(tǒng)計(jì)和分析站內(nèi)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行情況，只更換性能較差、運(yùn)行不穩(wěn)定的監(jiān)控設(shè)備，充分利用原有設(shè)備，降低改造成本。

(4) 改造期間CSC2000和CSC21002套監(jiān)控后臺(tái)并列運(yùn)行，但遙控功能都經(jīng)過(guò)“五防”工作站的五防邏輯判斷，保證了遙控操作的安全性。

(5) 由于UNIX操作系統(tǒng)下的病毒很少，更換監(jiān)控后臺(tái)時(shí)采用基于UNIX操作系統(tǒng)的監(jiān)控后臺(tái)，降低了監(jiān)控后臺(tái)工作站感染病毒的可能性。

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2009-10-14)