兩起高壓開關(guān)無線終端異常的處理與分析

陸登科，馮龍梅

（1.徐州華潤(rùn)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(guān)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(rùn)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(rùn)電力有限公司SCADA系統(tǒng)和220 kV升壓站NCS，改造后遇到兩起高壓開關(guān)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(yù)防措施。

NCS；SCADA系統(tǒng)；高壓開關(guān)；無線終端異常；防范措施

1 NCS，SCADA系統(tǒng)概述

NCS（Network Control System）主要是在遠(yuǎn)程后臺(tái)操作升壓站內(nèi)的斷路器、隔離開關(guān)和對(duì)升壓站內(nèi)開關(guān)的電流、電壓、功率等采集量的反饋監(jiān)視。改造前系統(tǒng)高壓開關(guān)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(diǎn)送至NCS操作站。同時(shí)，升壓站中的所有保護(hù)動(dòng)作和保護(hù)裝置的異常情況也送至NCS后臺(tái)，以便于運(yùn)行人員的監(jiān)控。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號(hào)報(bào)警等功能。

NCS與SCADA系統(tǒng)相互獨(dú)立，SCADA主要是數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，NCS較SCADA系統(tǒng)增加了對(duì)設(shè)備的操作功能。

2 220 kV升壓站及10 kV系統(tǒng)簡(jiǎn)介

220 kV升壓站系統(tǒng)圖如圖1所示。升壓站標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式：正、付段母線采用雙母線并列方式運(yùn)行，母聯(lián)4610開關(guān)合上，旁路4620開關(guān)合上，正母對(duì)旁路母線充電運(yùn)行。出線4683線、4685線、4689線、1#發(fā)變組和02#啟動(dòng)變接于正母，出線4684線、4686線、4690線、2#發(fā)變組、01#啟動(dòng)變、03#啟動(dòng)變接于付母。01#，02#啟動(dòng)變中性點(diǎn)固定接地，1#，2#主變壓器中性點(diǎn)接地方式按省調(diào)命令執(zhí)行，但應(yīng)保證有1臺(tái)主變220 kV側(cè)中性點(diǎn)接地。10 kV系統(tǒng)屬于本站外部的1條負(fù)荷饋線。

所用NCS為北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的CSI-200E數(shù)字式綜合測(cè)量控制裝置。目前，已經(jīng)將4683線、4684線、4685線、4686線、4689線、4690線進(jìn)行NCS改造。通過改造，可以取消原網(wǎng)控室立盤操作，實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)控室電腦操作：通信正常時(shí)，可以通過網(wǎng)控室操作員站對(duì)220 kV系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制。通信不正常時(shí)，也可以通過網(wǎng)控室工程師站實(shí)現(xiàn)對(duì)220 kV設(shè)備的監(jiān)視和控制。若NCS無法操作，可通過測(cè)控柜旋轉(zhuǎn)開關(guān)遠(yuǎn)方實(shí)現(xiàn)開關(guān)的分合閘操作。

改造后的NCS，可有效提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。系統(tǒng)對(duì)設(shè)備的主要功能有以下5點(diǎn)：

①遙信。又稱遠(yuǎn)程信號(hào)，是對(duì)狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程監(jiān)視。

②遙控?？山邮苤髡鞠掳l(fā)的遙控命令，完成控制斷路器及其周圍刀閘、復(fù)歸收發(fā)信機(jī)、操作箱等操作。裝置還提供了一排就地操作按鈕，有權(quán)限的用戶可通過按鈕直接對(duì)主接線圖上對(duì)應(yīng)的斷路器及其周圍刀閘進(jìn)行分合操作。

③遙測(cè)。利用遠(yuǎn)程通信技術(shù)傳送被測(cè)參量的測(cè)量值（如直流、溫度、有功功率、無功功率、電流等）。同時(shí)，通過與DCS（Distributed Control System）的融入結(jié)合，可更好地便于運(yùn)行人員遠(yuǎn)程監(jiān)控升壓站和網(wǎng)控室的異常情況。

④“5防”閉鎖功能。在NCS中引入邏輯組態(tài)功能，將斷路器、隔離刀閘、接地刀閘的狀態(tài)引入系統(tǒng)，形成一套完善的閉鎖邏輯。同時(shí)，在測(cè)控柜上還增設(shè)機(jī)械閉鎖的鑰匙，更加有效實(shí)現(xiàn)“5防”。

⑤SOE及報(bào)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(duì)事故分析的依據(jù)。但前者可將所有的運(yùn)行操作事件量進(jìn)行記錄，技術(shù)人員可隨時(shí)調(diào)閱，大大加強(qiáng)了對(duì)事故及操作行為的分析。

3 NCS及SCADA系統(tǒng)運(yùn)行期間遇到的異常

3.1 復(fù)建一線7#分支開關(guān)異常情況

2016年5月3日，接自動(dòng)化班通知復(fù)建一線7#分支開關(guān)（二遙）開關(guān)實(shí)際位置與自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)內(nèi)開關(guān)位置不符警告內(nèi)容見圖2，但SCADA監(jiān)控系統(tǒng)顯示開關(guān)三相均有電流值?，F(xiàn)場(chǎng)檢查開關(guān)，確認(rèn)開關(guān)實(shí)際位置處于合閘位置。經(jīng)檢查NCS和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)（圖3）后發(fā)現(xiàn)3個(gè)問題：①SCADA系統(tǒng)中復(fù)建一線7#分支開關(guān)遙測(cè)量三相均有遙測(cè)電流值且不為零，SOE信息發(fā)現(xiàn)開關(guān)遙信分合閘頻繁變位上報(bào)情況，證明該開關(guān)實(shí)際運(yùn)行位置應(yīng)為合位，分析認(rèn)為是開關(guān)分合閘遙信上報(bào)錯(cuò)誤導(dǎo)致；②復(fù)建一線7#分支開關(guān)實(shí)際位置為合閘位置；③復(fù)建一線7#分支開關(guān)FTU柜內(nèi)分、合閘指示燈均不亮。

圖1 220kV升壓站系統(tǒng)圖

分析認(rèn)為，導(dǎo)致這一問題的原因有3個(gè)：①開關(guān)內(nèi)部二次回路合閘繼電器輔助接點(diǎn)故障；②開關(guān)二次出口至FTU的航空線纜或者航空插頭松動(dòng)；③FTU柜內(nèi)遙信回路二次接線松動(dòng)。

采取4個(gè)措施：①檢查復(fù)建一線7#分支開關(guān)FTU柜底信號(hào)與控制航空插頭，確認(rèn)航空插頭無松動(dòng)；②將復(fù)建一線7#分支開關(guān)FTU側(cè)信號(hào)與控制航空插頭（10芯插頭）拔下，將萬用表打到通斷檔位，測(cè)量合位信號(hào)點(diǎn)（引腳號(hào)1）與遙信公共端（引腳號(hào)6），蜂鳴器響，確認(rèn)開關(guān)內(nèi)部繼電器合閘接點(diǎn)已觸發(fā)正常；③將航空插頭插緊復(fù)原后，檢查復(fù)建一線7#分支開關(guān)FTU柜內(nèi)遙信二次接線，查至合閘燈位置處合閘信號(hào)線接觸虛；④經(jīng)緊固FTU合閘指示處合閘信號(hào)線，合閘指示燈亮，檢查無誤后，聯(lián)系配調(diào)自動(dòng)化班，確認(rèn)復(fù)建一線7#分支開關(guān)在監(jiān)視控制系統(tǒng)內(nèi)位置恢復(fù)正確。

3.2 4683開關(guān)接地刀閘異常情況

2016年10月在復(fù)役4683線和684線的過程中，執(zhí)行完4683線和4684線由檢修轉(zhuǎn)為冷備用后，在NCS操作站發(fā)現(xiàn)NCS系統(tǒng)中4683線和4684線的線路側(cè)接地刀閘4683343和4684343均在合閘位置，與就地實(shí)際位置不符。

采取措施：①查歷史及報(bào)警記錄模塊，無操作記錄；②再次檢查各操作步驟，同時(shí)進(jìn)行再次就地確認(rèn)線路地刀狀態(tài)。③檢查遙測(cè)、遙信、SOE和開關(guān)刀閘動(dòng)作信息，無操作報(bào)告。④在SCADA系統(tǒng)中線路地刀處于分閘狀態(tài)。⑤通過工程師站進(jìn)行狀態(tài)的確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)在工程師站電腦中，線路側(cè)接地刀閘的狀態(tài)與實(shí)際相符，此時(shí)初步分析數(shù)據(jù)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(jìn)行細(xì)致的檢查，經(jīng)過一系列檢查，通信系統(tǒng)正常，因而判斷為操作員站的電腦系統(tǒng)軟件死機(jī)，將操作員站電腦進(jìn)行重啟后，NCS運(yùn)行正常，線路側(cè)接地刀閘狀態(tài)與實(shí)際相符。4683線、4684線測(cè)控柜后接線端子排。

4 終端設(shè)備防范措施

（1）設(shè)備驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，實(shí)行定期信號(hào)測(cè)試，確保設(shè)備處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

（2）加強(qiáng)對(duì)FTU終端計(jì)算機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的巡視，若發(fā)現(xiàn)終端的遙測(cè)數(shù)據(jù)異常，及時(shí)匯報(bào)聯(lián)系檢修處理。

（3）完備通信技術(shù)，提供SCADA系統(tǒng)、NCS運(yùn)行所需的相關(guān)配置，同一個(gè)系統(tǒng)站內(nèi)的每個(gè)RTU的IP地址都不能重復(fù)。主要是針對(duì)開關(guān)信息的配置管理、用戶權(quán)限設(shè)置，不同的用戶提供不同的訪問權(quán)限，不得隨意訪問。

（4）日常設(shè)備的維護(hù)中，加強(qiáng)對(duì)通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備的維護(hù)，及時(shí)更新計(jì)算機(jī)硬件設(shè)施，保證計(jì)算機(jī)能長(zhǎng)期處于良好運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 SCADA系統(tǒng)中開關(guān)狀態(tài)

圖3 開關(guān)實(shí)際狀態(tài)

5 總結(jié)及建議

（1）接線方式盡量采取光纖接線，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

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

（4）SOE、保護(hù)事件、保護(hù)告警、應(yīng)用模塊等對(duì)升壓站內(nèi)出現(xiàn)的異常處理分析提供了參考價(jià)值高的數(shù)據(jù)。

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

（6）如果一次設(shè)備質(zhì)量和維護(hù)不過關(guān)，升壓站中的所有操作將不會(huì)成功。因此，需對(duì)升壓站中的設(shè)備進(jìn)行一次可靠性評(píng)價(jià)，對(duì)可靠性差的設(shè)備及時(shí)更換或增加維護(hù)頻率。

（7）在升壓站異常處理的過程中，注意處理流程，及時(shí)與調(diào)度溝通匯報(bào)，及時(shí)聯(lián)系檢修。

（8）日常維護(hù)的過程中，在維護(hù)主服務(wù)器的同時(shí)，也要加強(qiáng)對(duì)操作員站的電腦進(jìn)行維護(hù)，及時(shí)更新電腦硬件設(shè)備。

（9）本站采取兩條出線共用1個(gè)測(cè)控柜，因此在操作過程中需特別關(guān)注設(shè)備名稱，以防走錯(cuò)間隔，造成誤操作。建議將2個(gè)測(cè)控單元的距離拉開，或進(jìn)行特別標(biāo)識(shí)。

6 結(jié)束語

本站220 kV升壓站自NCS改造以來，運(yùn)行狀況良好，電氣系統(tǒng)的各項(xiàng)功能運(yùn)行良好，未出現(xiàn)誤操作、誤動(dòng)作事件，將陸續(xù)將升壓站內(nèi)的其他設(shè)備擇機(jī)進(jìn)行NCS改造，納入NCS，也希望本站的NCS改造應(yīng)用及出現(xiàn)異常為以后同類型工程改造提供一些成功經(jīng)驗(yàn)。

［1］CSI-200E數(shù)字式綜合測(cè)量控制裝置說明書[M].北京：北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司.

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

〔編輯 吳建卿〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.22