變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造

張雁，林波

（1山鋼股份濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南 250101；2濟(jì)南鮑德氣體有限公司，山東濟(jì)南 250101）

經(jīng)驗(yàn)交流

變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造

張雁1，林波2

（1山鋼股份濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南 250101；2濟(jì)南鮑德氣體有限公司，山東濟(jì)南 250101）

濟(jì)南鮑德氣體有限公司對(duì)變電站電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，增加故障錄波、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、模擬仿真、諧波采集等擴(kuò)展功能，將各變電站后臺(tái)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)信息通過智能通訊服務(wù)器上傳到電力監(jiān)控系統(tǒng)的集中控制中心，實(shí)現(xiàn)了高壓設(shè)備的系統(tǒng)管理。

變電站；電力監(jiān)控系統(tǒng)；擴(kuò)展功能

1 前言

濟(jì)南鮑德氣體有限公司電氣負(fù)荷設(shè)計(jì)容量200 MVA，有14個(gè)變電站，變電站的電壓等級(jí)有35、10、6 kV三種，通過變電站的270個(gè)高壓開關(guān)柜實(shí)現(xiàn)37臺(tái)高壓電力變壓器、72臺(tái)高壓電機(jī)、21套高壓?jiǎn)?dòng)裝置的電力供應(yīng)。電壓等級(jí)高、設(shè)備容量大，要求電氣人員有較高的技術(shù)水平及有效的維護(hù)、點(diǎn)檢、監(jiān)控手段。

濟(jì)南鮑德氣體有限公司原有的電力監(jiān)控系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)多個(gè)變電站集中監(jiān)控，各變電所主要為分散值守狀態(tài)，對(duì)于設(shè)備的點(diǎn)檢、處理緊急事件不能全面動(dòng)態(tài)了解和實(shí)時(shí)監(jiān)控，在一個(gè)值班室內(nèi)不能及時(shí)了解其他變電站的情況，數(shù)據(jù)和信息不能進(jìn)行集中調(diào)度。通過對(duì)原有電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造，部分變電站采用電力監(jiān)控系統(tǒng)，將各變電站后臺(tái)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，對(duì)270個(gè)高壓柜進(jìn)行監(jiān)控，將現(xiàn)場(chǎng)信息通過智能通訊服務(wù)器上傳到電力監(jiān)控系統(tǒng)的集中控制中心，對(duì)各高壓設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)增加故障錄波、遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表、模擬仿真、諧波采集等擴(kuò)展功能，組成完整的變電站自動(dòng)化集中監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)高壓設(shè)備的系統(tǒng)管理。

2 電力監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造

變電站室內(nèi)的高壓開關(guān)柜配置了微機(jī)保護(hù)單元及智能測(cè)量?jī)x表，所有變電站現(xiàn)場(chǎng)微機(jī)保護(hù)裝置均能脫離監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行，功能上不依賴于監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)。原有變電站內(nèi)保護(hù)單元、智能儀表與就地后臺(tái)的通訊連接均采用RS485總線方式，各485網(wǎng)段接入就地后臺(tái)微機(jī)主機(jī)箱內(nèi)插入的多塊MOXA CP-114I卡中，每個(gè)卡有4個(gè)RS485口并行工作，采用Modbus、DLT645通訊協(xié)議。

為適應(yīng)電力系統(tǒng)管理的要求，對(duì)原有的電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。將各變電站后臺(tái)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，將保護(hù)單元信息和智能測(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)上傳到該系統(tǒng)的集中控制中心，對(duì)各高壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)線路、變壓器、電機(jī)、啟動(dòng)裝置等現(xiàn)場(chǎng)高壓設(shè)備發(fā)生的電氣故障進(jìn)行電流、電壓、功率及開關(guān)量變化狀態(tài)、時(shí)序等數(shù)據(jù)進(jìn)行錄波處理；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程合分閘遙控、電度計(jì)量自動(dòng)抄表等功能，組成完整的變電站自動(dòng)化集中監(jiān)控功能。

2.1 電力監(jiān)控系統(tǒng)

電力監(jiān)控系統(tǒng)（PowerSCADA 3000）以Window XP為操作系統(tǒng)平臺(tái)，全中文界面，監(jiān)控系統(tǒng)嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。監(jiān)控組態(tài)軟件全面考慮系統(tǒng)的安全問題，分級(jí)用戶操作口令；具有簡(jiǎn)潔、直觀的用戶界面；具有強(qiáng)大的編輯功能，可在線編輯各種畫面；具有多媒體聲光報(bào)警功能。

PowerSCADA 3000具有完全開放的面向各種自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊規(guī)約轉(zhuǎn)換程序，具備廣泛的規(guī)約庫以支持多種微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置、智能儀表、電能表等，提供軟件工具以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)字典。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)主要擴(kuò)展功能

1）數(shù)據(jù)采集功能和管理功能。監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過智能設(shè)備進(jìn)行通信，對(duì)所有的模擬量、開關(guān)量、脈沖量進(jìn)行實(shí)時(shí)和定時(shí)數(shù)據(jù)采集，所有的電量均采用交流直接采樣，保證測(cè)量的高精度和同時(shí)性。

2）運(yùn)行管理功能。在監(jiān)控界面中，系統(tǒng)的使用者能夠清晰地監(jiān)視電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，能夠獲取設(shè)備的運(yùn)行狀況，通過分析判定故障原因，向維護(hù)者提供維護(hù)幫助?？刂乒芾硗ㄟ^通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，控制操作的優(yōu)先級(jí)高于設(shè)備信息采集和反饋，控制采用安全措施。

3）事件報(bào)警處理及運(yùn)行監(jiān)視。當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)事故變位、遙測(cè)越限、保護(hù)動(dòng)作和其他報(bào)警信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)能發(fā)出音響提示，并自動(dòng)推出報(bào)警畫面。

4）歷史事件及數(shù)據(jù)的查詢、報(bào)表顯示。當(dāng)某些事件產(chǎn)生時(shí)，啟動(dòng)相關(guān)的事故追憶記錄，追憶數(shù)據(jù)的測(cè)點(diǎn)和周期可定義。監(jiān)控系統(tǒng)能自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)和歷史事件，用戶可按照設(shè)備、數(shù)據(jù)類型、時(shí)間段等項(xiàng)目自定義查詢。

5）模擬仿真功能和操作票管理。用戶級(jí)操作員可準(zhǔn)備操作程序，在模擬模式下測(cè)試?？缮墒录蛨?bào)警，并可改變模擬值。一旦操作程序有效，可在真正電網(wǎng)上進(jìn)行正常模式操作。根據(jù)模擬操作結(jié)果自動(dòng)生成操作票，操作票可以編輯、查詢、打印。

6）采用專用的擾動(dòng)記錄數(shù)據(jù)分析顯示軟件分析保護(hù)記錄的錄波數(shù)據(jù)，使用COMTRADE標(biāo)準(zhǔn)文件。

7）系統(tǒng)的自診斷和自恢復(fù)。系統(tǒng)可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況和通信網(wǎng)絡(luò)情況等進(jìn)行動(dòng)態(tài)在線監(jiān)測(cè)，以供系統(tǒng)診斷。

8）諧波采集功能。系統(tǒng)預(yù)留與變壓器及電容柜智能檢測(cè)設(shè)備的通訊功能，能夠接收變壓器及電容柜檢測(cè)設(shè)備傳送的諧波數(shù)據(jù)，同時(shí)在數(shù)據(jù)庫、畫面及報(bào)表中進(jìn)行處理。

2.3 后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造

根據(jù)目前現(xiàn)場(chǎng)情況，新東區(qū)空壓機(jī)站、2#～5#制氧機(jī)變電站監(jiān)控系統(tǒng)新增加智能通訊管理機(jī)；1#制氧機(jī)變電站需提供設(shè)備的通訊協(xié)議，并提供通訊接口，安裝監(jiān)控系統(tǒng)；焦化空壓機(jī)站、集中空壓機(jī)站、新建氮壓機(jī)站、4#循環(huán)水站監(jiān)控系統(tǒng)為新建項(xiàng)目，建設(shè)時(shí)已經(jīng)考慮了數(shù)據(jù)和信息的遠(yuǎn)傳功能，只需將各站監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息采用光纖遠(yuǎn)傳到集控系統(tǒng)。

每一個(gè)分站系統(tǒng)分別增加1套智能通訊管理機(jī)和PowerSCADA電力監(jiān)控軟件；集控系統(tǒng)監(jiān)控主機(jī)放置在集中控制中心內(nèi)，配置兩套后臺(tái)監(jiān)控微機(jī)，形成冗余系統(tǒng)，當(dāng)主服務(wù)器故障退出運(yùn)行時(shí)自動(dòng)切換為從服務(wù)器。主從服務(wù)器可同時(shí)用于日常操作，同時(shí)都能實(shí)時(shí)監(jiān)控各高壓配電室的數(shù)據(jù)，并可將畫面切換到任意分站。

具體實(shí)施分3個(gè)階段：1）后臺(tái)配置、程序軟件設(shè)計(jì)，對(duì)各系統(tǒng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的遙控、遙測(cè)、遙信信號(hào)進(jìn)行配置。2）仿真測(cè)試，完成系統(tǒng)所指定的功能并對(duì)各數(shù)據(jù)量點(diǎn)的遙控、遙測(cè)、遙信進(jìn)行仿真試驗(yàn)，并作試驗(yàn)記錄可供查詢。3）調(diào)試測(cè)控設(shè)備層（微機(jī)保護(hù)單元、智能測(cè)量?jī)x表等）、網(wǎng)絡(luò)通信層（通信管理機(jī)和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)等）；系統(tǒng)上線聯(lián)調(diào)，當(dāng)?shù)睾笈_(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)改造完后與主監(jiān)控室進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試。

升級(jí)改造后系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展功能，將來進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展（配電系統(tǒng)擴(kuò)建、改造等）時(shí)，保持原有監(jiān)控計(jì)算機(jī)上的監(jiān)控界面不變，只需增加相應(yīng)的硬件，增加新的監(jiān)控界面和監(jiān)控計(jì)算機(jī)站點(diǎn)。

3 結(jié)語

電力監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)變電站的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)、控制和記錄的系統(tǒng)管理，實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化。運(yùn)行實(shí)踐表明，監(jiān)控系統(tǒng)采集信息量大，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，故障、事故、越限、狀態(tài)變化等歷史事件能自動(dòng)記錄和打印，并能分辨出各種操作和保護(hù)的動(dòng)作順序及時(shí)間。投運(yùn)以來，值班人員的工作環(huán)境得到了改善，變電站由分散值守狀態(tài)改為集中值守，提高了工作效率，運(yùn)行值班人員每班次由3人減少至2人。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，避免設(shè)備發(fā)生事故起到了積極的預(yù)防作用；為分析事故情況原因及消除事故隱患提供了充分的依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了高壓設(shè)備的系統(tǒng)管理。

TM76；TP277

B

1004-4620（2014）04-0077-02

2014-01-20

張雁，女，1969年生，1992年畢業(yè)于山東經(jīng)濟(jì)學(xué)院計(jì)劃統(tǒng)計(jì)專業(yè)?，F(xiàn)為濟(jì)鋼生產(chǎn)部高級(jí)統(tǒng)計(jì)師，從事計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理工作。