科技信息 ０电力与能源０ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ２０１１年第３１期 ５００ｋＶ变电站监控系统改造方案 张承海韩志坤 （新乡供电公司河南新乡４５３００２） 【摘要］２ｏｏ１年左右投运的５００ｋＶ变电站监控系统中，全国大约有２００多套监控系统采用了西门子的６ＭＢ５２４测控装置＋南瑞科技的 ＢＳＪ－２２００站级监控系统，新乡供电公司５００ｋＶ获嘉变监控系统采用的就是这种模式。６ＭＢ５２４测控装置性能稳定．运行年限为１５年 而ＢＳＪ一 ２２００站级监控系统配置的硬件设备运行年限为８—１Ｏ年，在变电站监控系统投运８—１Ｏ年时．提出仅针对站级监控系统进行技改大修的方案 这种方案既考虑了测控装置的长运行周期，保护了原有的投资，又完善了监控系统．提高了系统的稳定性。通过在新乡供电公司５００ｋＶ获嘉变 的应用实践。验证了该方案的有效性和实用性。 【关键词】监控系统：ＢＳＪ一２２００：改造 ５００ｋＶ获嘉变电站监控系统自２００１年１２月投运以来．已经运行 不符合上级凋度关于远动数据直采直送的新要求 了８年，期间数次出现前置机单机死机、双机死机：远动机个别调度远 从保护原有的设备投资角度考虑，保留间隔层监控设备（设备原 动数据中断；操作员站数据刷新速率过慢等问题。我们认真分析监控 值８００万，占系统总投资９０％）继续运行，仅针对站控层监控设备进行 系统存在的问题，并针对该站监控系统的特点，制订了改造方案。 改造，改善系统硬件性能，完善系统结构，既可以节省大量的资金．又 可以保证系统的安全稳定运行 １监控系统现状 ２．２数据流分析 ５００ｋＶ获嘉变监控系统是２００１年１２月投运的 间隔层监控设备 站内监控数据流向：西门子５５１５通信管理单元一前置机一集线 器—操作员站 采用的是南京中德代理的西门子设备——６ＭＢ５２４系列测控装置．并 四级调度数据流向：西门子５５１５通信管理单元一前置机一集线 配置２台通信管理机（６ＭＢ５５１５）。站控层监控系统采用的是南瑞科技 的ＢＳＪ一２２００系统，ＵＮＩＸ平台、双网、双前置、双操作员站、双远动机、 器一远动机一通道切换装置一四级调度 单工程师站、１台国凋专用ＳＵＮ工作站（以网络方式向国调传输远动 国调ＴＡＳＥ２数据流向：西门子５５１５通信管理单元一前置机一集 线器一国调数据网服务器一路由器一国调 数据） 其系统结构、设备配置如下图表所示： 甚华弗 ２．３各节点运行情况分析 调中北南 嘲网省 ２．３．１前置机 由数据的流向可以看出，前置机是当地操作员站和四级调度数据 来源的核心，对下负责接收西门子５５１５传过来的四遥数据．对上要分 别将数据转发到操作员站、远动机及国调数据网服务器。 获嘉变电站监控系统于２００１年投入运行以来．前置机已经连续 运行８年，设备老化。同时经过多次扩建，数据库数据随之增多 目前 前置机无论从硬件的可靠性、ＣＰＵ的速度和内存方面都跟不上现有运 行规模的要求．已经成为数据流动的瓶颈 事实上前置机曾经数次出现单机死机现象 经检查．死机现象是 硬件引起的软故障 这种状态已经严重影响到变电站的安全稳定运 行。对前置机进行升级改造十分紧迫。 ２－３－２网络集线器 目前的网络负荷很大．而ＩＭｃ网络集线器不具有交换机的功能． 监控系统网络结构示意图 对于大量的数据交换已有些力不从心 目前获嘉变发生了几次后台数 据刷新慢等问题。经查实都是因为ＩＭＣ网络集线器阻塞造成的 而且 监控系统设备明细 ＩＭＣ的网络集线器国内已经停产，维修必须送到国外，周期漫长。所以 要解决根本问题．必须对网络进行升级 设备名称 集成，制造厂家 规格型号 操作系统 数量 一、站控层 研华 研华 ＤＥＬＬ 研华 南瑞科技ＢＳＪ一２２００ ＩＣＳ—ＡＤＶＥＮＴ ＡＤＶＡＮＴＥＣＨ ＤＥＩＪＬ微机 ＡＤＶＡＮＴＥＣＨ ２．３＿３远动机 ２ ２ １ ２ １、主机，操作员站 ２、前置机（ＤＰＵ） ３、工程师站 ４、远动机 ＵＮＩＸ ＵＮⅨ ＵＮＩＸ ＵＮＩＸ ５、ＴＡＳＥ２服务器 二、间隔层 ＳＵＮ ＳＵＮ工作站 南京中德 ＵＮＩＸ １ １、通信管理单元 ２、测控装置 西门子 西门子 ６ＭＢ５５１５ ６ＭＢ５２４ ２９ ２９ ２监控系统现状分析 ２．１监控系统特点 间隔层监控设备——６ＭＢ５２４测控装置性能稳定．运行年限为ｌ５ 年：而站控层监控设备——ＢＳＪ一２２００监控系统配置的硬件设备运行 ３监控系统改造方案 年限为８—１Ｏ年 １将站内的两台ＩＭＣ集线器更换为性能更为优越的交换机 从目前监控系统的运行状况看．影响系统安全稳定运行的主要因 ３．由于目前市场上的交换机光纤接口都是１００ＭＳＣ头接口．所以两 素在于站控层监控设备老化，性能下降。另外，远动数据流环节过多， 远动机曾数次出现个别调度远动数据不刷新的现象 故障出现后 重新启动远动机，远动数据即恢复正常 分析后的结论是远动任务多．远动机无法承担繁重的任务 若改 变其内部软件运行机制，存在着调试周期长、效果不能保证、调试过程 中几级调度须同时退出运行的问题；同时，按照《华中电网有限公司 ５００ｋＶ变电站自动化系统管理规范》关于远动机的新规定．应满足直 采直送、嵌入式系统、无硬盘、无风扇的技术要求。因此考虑将远动机 改造为无盘工作站．在并列运行的情况下调试好新设备．再将老的远 动机退出运行 这样可以保证调度远动数据的连续运行．同时也满足 了上级调度的新要求 ２．３．４调度数据流 几级调度的数据流向都来源于前置机．中间环节多．对调度数据 的可靠性和实时性都有一定程度的影响。其数据流不合理，有必要减 少中间环节 ２０１１年第３１期 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｏ电力与能源０ 科技信息 台前置机和六台保护管理机都要更换１００Ｍ光纤网卡，而且光纤网卡 ４方案难点分析——施工时如何缩短远动数据中断时间 都是ｓｃ头接口，所以光纤跳线也需更换； 按照方案的改造内容。影响远动业务的工作有交换机更换、前置 ３．２将站内的两台前置机（研华一体化工控机）更换为性能更为优越 机更换、远动机更换。 的西门子一体化工控机 对策：交换机Ｂ～前置机Ｂ组更换完毕后，所有站控层节点运行在 ３＿３将站内的两台远动机（研华一体化工控机）更换为两台无硬盘的 Ｂ网．可以保证当地监控及远动数据连续运行。之后，再更换交换机 远动控制器。 Ａ～前置机Ａ组。 ３．４远动数据流向更改 新的远动屏安装调试好后．对网调的网络通道、数字通道、模拟通 分别将原先中德５５１５通讯单元的一个串口直接接入新的通道切 道以及中调的数字通道、网络通道、模拟通道分别倒换，可以做到远动 换插箱．将数据站内的四遥数据直接传送到无硬盘的远动控制器中。 数据连续运行 从而使的远动数据传送避开了前置机和网络中的传输，实现直采直 送。 ５效果评估 ３．５更改后的网络结构如下： ： 骨峰肇＿｝吁 调中北离 则嘲省 ： ：本改造方案中．仅将监控系统站控层进行改造，价值高达８００万 的间隔层设备——原装进１５的西门子６ＭＢ５２４测控装置——继续运 行．最大限度地保护了原有的硬件软件投资，技改费用仅３０万。同时 通过改变远动数据流向．使得改造后的监控系统符合远动数据直采直 送的要求。目前运行２年多，未再发生监控数据中断、远动数据中断等 现象，效果良好。Ｑ 作者简介：张承海（１９７２一），高级技师，工程师，从事专业为调度自动化。 韩志坤（１９７１一），助理工程师，从事专业为通信。 ［责任编辑：曹明明］ ｝‘＃ 北渤 叫省 ｌ 酗侧 注：①红色的设备为此次改造设备 ②红色虚线内的设备在改造期间保持运行，改造结束后退出运行。 监控系统改造后网络结构示意图 （上接第２７８页ｊ电器线圈或断路器跳闸线圈动作电压，但由于电容的 防止或减少直流一点接地、电容放电引起保护出口继电器误动． 容量有限，在其对保护出１５继电器线圈或断路器跳闸线圈放电过程 需要认真做好直流电源系统的设备日常运行维护工作．尤其是绝缘维 中．在保护出１：１继电器线圈或断路器跳闸线圈规定的动作时间内电容 护工作．减少或杜绝保护出口继电器线圈正电源侧的接地的概率．将 器上的电压很快就降低至无法动作的电压范围内．此时直流电源系统 保护出口继电器动作电压值提高，大于直流标称电压的５５％。 就不会造成保护出１５继电器误动或断路器误跳。 为了防止或减少直流回路因过大的电容放电引起保护误动作事 故，在《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》中规定： ５直流绝缘监察装置自身故障引起的后果 跳闸出１５继电器的启动电压不宜低于直流额定电压的５０％，以防止继 但 当直流绝缘监察装置平衡电阻ＲＩ（ＲＩ］接电源正极的一端）任意一 电器线圈正电源侧接地时因直流回路过大的电容放电引起误动作：以保证直流电压降低时的可靠动作和正常情况下的快速 端开路时．如保护出口继电器线圈正电源侧发生接地，都不会与其构 也不应过高．成回路．此时只是直流绝缘监察装置失去作用．不会造成保护出Ｉ＝Ｉ继 动作 电器误动。 当直流绝缘监察装置平衡电阻Ｒ２（Ｉ￣［／接电源负极的一端）任意一 端开路时．如保护出１５继电器线圈正电源侧发生接地．此时保护出１：３ 按直流电桥原理构成的直流绝缘监察装置在发生一点或两点接 继电器线圈所分配的电压明显不会大于直流额定电压的５０％。因此不 地故障时．在特定条件下会造成保护出口继电器误动和断路器误跳． 会发生保护出口继电器误动．直流绝缘监察装置仍能发出接地告警信 引发停电事故 这需要引起供电部门的注意，采取相应的措施．避免这 号。 类事故的发生 目前，蓄电池组出口保护、直流网络级差配合选择、蓄 当直流绝缘监察装置接地电流继电器的上下任意一端开路时．如 电池组脱离母线、直流电源系统一点接地会与直流绝缘监察装置接地 不会造成保护出口继电器误动的可能．但直流绝缘监察装置会失去作 点构成回路造成保护误动。这是直流电源系统的４个难点问题．仍然 用 在一定程度上影响着电力系统的安全稳定运行．需要在今后予以解 决。 ７结束语 ６防止直流电源系统一点接地、电容放电引起保护出口继电 器误动的措施 ［责任编辑：王静］