500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)技術改造分析

胡慧斌

（國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)技術改造分析

胡慧斌

（國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司，四川 成都 610000）

近年來，我國變電站的規(guī)模逐漸擴大，其變電站綜合自動化系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)也不斷增多。由于軟件、硬件性能上的不足，已經(jīng)難以適應、配合變電站運行監(jiān)控工作的運行。因此，改造、優(yōu)化變電站綜合自動化系統(tǒng)，有利于提高操作的可控性，實現(xiàn)安全、高效的運行模式。本文將立足于技術改造的智能化分析、過程管理和改造風險控制等幾個方面，為500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的技術改造提供新的思路和建議。

變電站；綜合自動化系統(tǒng)；技術改造；智能化

隨著信息化時代的到來，數(shù)據(jù)采集、自動控制等技術日益成熟，推動了變電站建設與發(fā)展的技術革新，進一步實現(xiàn)了變電站運行的資源優(yōu)化配置、有利于降低運行維護成本，提高效率指標。與此同時，國家電網(wǎng)對變電站的建設提出了“堅強、智能”的要求，基于變電站關鍵技術和過程控制進行綜合自動化系統(tǒng)的技術改造是十分必要的。

一、500kV變電站的基本現(xiàn)狀

就目前現(xiàn)狀來看，我國的500kV變電站所使用的一次設備類型較為簡單，在接線方式和典型設計上具有一定差距，且智能化投入比例較少。在二次設備的使用類型上主要包括3種，即常規(guī)保護＋RTU監(jiān)視模式、常規(guī)保護＋計算機監(jiān)控模式、數(shù)字化保護＋智能監(jiān)控系統(tǒng)模式。具體而言，常規(guī)保護＋RTU監(jiān)視模式的應用主要用于早期未完成計算機監(jiān)控模式改造的變電站，其運行時間較長，但由于技術性較差、控制室空余屏位缺乏，大量使用長電纜、信號電纜，因此直流接地問題較多。而常規(guī)保護＋計算機監(jiān)控模式是現(xiàn)階段變電站主要使用的類型，但是在主變、母差保護的配置上不足，不利于常規(guī)模式的改造。數(shù)字化保護＋智能監(jiān)控系統(tǒng)模式是基于DL/ T860技術體系設計研發(fā)的，具有3層兩網(wǎng)（站控層、間隔層、過程層，MMS網(wǎng)絡和GOOSE網(wǎng)絡）的配置，具有智能化功能。與此同時，該系統(tǒng)采用直采直跳的方式，且控制小室面積小，能夠普遍地應用于光纜傳輸量測、信號控制等，擴展性較強。

二、技術改造工程中的運行監(jiān)控

在變電站綜合自動化技術改造的過程中，滿足變電站正常運行所需的基本監(jiān)視和控制，確保變電站安全、穩(wěn)定的運營是改造實踐的基本要求。首先，計算機網(wǎng)絡控制具有數(shù)據(jù)共享的優(yōu)勢，在技術改造的過程中采用新舊系統(tǒng)并行運行的方式能夠保證變電站的基本監(jiān)視和控制。具體而言，在改造過程中不退出舊系統(tǒng)的運行，并通過站內(nèi)監(jiān)控網(wǎng)絡的集線器接入CSC-2000V2版新系統(tǒng)控制網(wǎng)絡，并采集監(jiān)控網(wǎng)絡內(nèi)的數(shù)據(jù)完成系統(tǒng)的調(diào)試工作，如圖1所示。其次，在改造的過程中需要對站內(nèi)監(jiān)控的網(wǎng)絡設備進行更換，此時網(wǎng)絡設備所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將暫時中斷。為了減少由于網(wǎng)絡更換造成監(jiān)控數(shù)據(jù)的缺失，要求運行人員在現(xiàn)場監(jiān)視設備的運營狀態(tài)。除此之外，在技術改造的過程中各個間隔的測量控制裝備不需要更換，此時測控信息將不受影響。

圖1　新、舊系統(tǒng)并行運行網(wǎng)絡示意圖

三、綜合自動化改造實施的步驟與方法

在自動化系統(tǒng)技術改造的過程中需要做好準備工作，包括材料和工具的準備、設備配置和技術協(xié)議是否相一致，配件齊全，以及技術人員的技術能力檢查等。在新設備的安裝前需要對網(wǎng)絡切換的順序進行落實，按流程進行。在調(diào)試過程中需要用交換機組建獨立的調(diào)試網(wǎng)絡，其中一臺電腦需安裝舊的監(jiān)控系統(tǒng)，另一臺電腦安裝模擬軟件，逐步模擬遙信變位，核查新舊系統(tǒng)的反應是否無障礙。此外，制定過渡方案，明確新舊系統(tǒng)之間聯(lián)接界面，避免不兼容造成的系統(tǒng)錯誤是十分必要的。

新舊系統(tǒng)并列運行前，需要將間隔的遙控把手切換到就地位置，遙控回路所有出口壓板退出。在運行的過程中，通過各個間隔停電對遙控量進行驗證。當需要對某一間隔進行控制時，需要將把手切換至遠處，與相應遙控出口壓板投入。新系統(tǒng)在對各個間隔進行遙控前需要對監(jiān)控裝置斷電，進行遙控對點操作。在遙控對點無誤的情況下再對新系統(tǒng)進行控制，防止意外情況發(fā)生。當全部間隔對點連接無異常后，方可對舊系統(tǒng)進行全面地拆除。值得一提的是，每個改造階段需要制定實施方案，明確工作范圍和步驟，對重難點問題進行分析，從而保證工作效率。

四、綜合自動化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉換及正確性驗證

CSC-2000綜合自動化系統(tǒng)采用Microsoft的Visal Fox Pro數(shù)據(jù)庫，而新系統(tǒng)采用的則是Sun的Oracle數(shù)據(jù)庫，因此兩大數(shù)據(jù)庫在運行過程、數(shù)據(jù)庫結構和字段的定義方面有所差異。如果數(shù)據(jù)庫不能對上述問題進行正確地轉換，將造成新系統(tǒng)的運行錯誤，引發(fā)系統(tǒng)故障。針對Visal Fox Pro數(shù)據(jù)庫和Oracle數(shù)據(jù)庫編寫轉換程序，在系統(tǒng)技術改造的過程中對數(shù)據(jù)庫進行轉變，并對轉換后的系統(tǒng)進行驗證檢測，是解決該問題的首要步驟。

為了避免數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)有誤和缺失等問題，進行數(shù)據(jù)庫的正確性驗證是否重要。通過模擬程序保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的正確性，對比遙測量、遙控量和遙信量，核對新舊系統(tǒng)的后臺變化情況，能對轉換后的數(shù)據(jù)進行有效地分析。但是，由于模擬程序本身對部分數(shù)據(jù)無法模擬，因此僅依靠模擬程序進行檢測仍有部分漏洞，其難度性較大。因此，在數(shù)據(jù)轉換之后需要對全站設備進行停電對點、現(xiàn)場數(shù)據(jù)的校對工作，并對一次設備和二次設備的監(jiān)控數(shù)據(jù)進行核實，保證現(xiàn)場數(shù)據(jù)和后臺數(shù)據(jù)的一致性，減少安全隱患。

最后，我們將對改造后系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行驗證。具體而言，即針對500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)的檢測畫面的制作和監(jiān)控程序的功能、數(shù)據(jù)的核對等方面進行補充和改善。采用雙系統(tǒng)運行模式，有利于保證供電的穩(wěn)定。對于改造后的綜合自動化系統(tǒng)，仍需與舊系統(tǒng)并行運行一段時間，從而檢測新系統(tǒng)的穩(wěn)定性。防止由于系統(tǒng)隱藏問題引發(fā)的故障，無法對變電站設備進行監(jiān)視與控制。其次，運行操作人員需要對新綜合自動化系統(tǒng)進行細致地學習和了解，掌握新的運行技術，提高自身技能。

五、變電站智能化改造應用

變電站智能化改造需要堅持“向典型設計靠攏”的原則，與此同時，優(yōu)化主接線和相關設備配置。在改造的過程中需要結合變電站擴建、改建工程的實際情況，全面貫徹壽命周期管理理念，遵循科學進步的要求，實現(xiàn)不同類型設備之間的技術兼容。全壽命周期管理理念要求我們提高工程改造的效益，在系統(tǒng)規(guī)劃的前提下，進行設計、制造、安裝、運行和維修幾大環(huán)節(jié)，且降低改造成本，進行技術經(jīng)濟的綜合性分析。除此之外，降低項目風險，兼顧技術進步，在設備的選型和施工方案上進行嚴格把關，有利于過程的優(yōu)化。

智能化改造的目標應在結合電網(wǎng)運行方式的情況下，調(diào)節(jié)好接線配置，避免多次重復改造，降低成本。自動化系統(tǒng)應該建立一體化的智能平臺，采用數(shù)字化、網(wǎng)絡化的新科技，減少電纜的使用量。此外，支持大容量數(shù)據(jù)的實時傳輸，包括在線智能分析，程序化操作和一體化調(diào)控，有利于完善電網(wǎng)運行。其改造的關鍵點在于一次主接線優(yōu)化和一次設備智能化改造。由于500kV網(wǎng)架出線少，在考慮供電可靠性需求時需要設置500kV出線及主變進線隔離開關和220kV旁路母線，且二次接線相對復雜。但是，現(xiàn)階段200kV以上的電壓等級配電裝置已經(jīng)形成了多環(huán)形供電，因此由于停電、檢修造成母線解環(huán)的機率十分低，故而對變電站的影響較小。與此同時，智能組件是智能化改造的重要方面，包括斷路器控制箱、變壓器冷卻系統(tǒng)匯控柜、有載調(diào)壓開關控制器等，科學地改變組合架構，能夠提高靈活性。

結語

500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)技術改造有效地提高了系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，在硬件性能和維護上面具有較好的優(yōu)化，系統(tǒng)結構也進行了新的調(diào)整，包括設備數(shù)量和二次接線等。與此同時，改造后的自動化系統(tǒng)提高了信息傳遞的速度，在故障排查方面也更為便捷，完善了自動化系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡，對于該行業(yè)而言具有重要意義。

[1]陳曉捷.泉州500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)改造的設計探討[J].福建建設科技，2012（9）：73-74.

[2]李俊堂，廖海龍. 500kV變電站綜合自動化系統(tǒng)技術改造分析[J].湖南電力，2012（10）：313-314.

[3]湯弋，王匯. 500kV雙河變電站監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動化改造設計[J].華中電力，2010（10）：157.

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