500kV厂口变电站监控系统改造

500kV厂口变电站监控系统改造

摘要：本文根据500kV厂口变电站为满足无人值班及提高监控系统运行可靠性的要求，分析了改造前的问题，改造中的危险点及控制措施，详细阐述了改造方案，并最终顺利实施了改造。

关键词：变电站 综合自动化 监控系统 无人值班 改造

Abstract: based on the substation of 500 kV factory mouth to meet the unattended and improve the operation reliability requirements of monitoring system, this paper analyzes the transformation of the former question, the transformation of the danger point and control measures, and expounds the reform plan, and eventually the reform carried out successfully.

Keywords: integrated substation automation control system was on reform

昆明电网近年来实行新的集控模式，厂口变电站作为云南电网试点的500kV无人值班站，需要对监控系统进行改造以满足无人值班的要求。为提高厂口变电站监控系统的运行可靠性和自动化水平，同时满足无人值班的要求，2011年对原监控系统进行了通信管理机和监控后台的升级改造，提高了厂口变电站的安全稳定水平，同时实现了无人值班。

监控系统现有结构

500kV厂口变电站监控系统采用南京南瑞科技有限公司生产的BSJ计算机监控系统，采用分层分布式双以太网结构，分为变电站层和间隔层两层。测控装置按电气间隔配置，安装在现场继电保护小室内。

改造前的主要问题：

T6通信控制器属于早期产品，经过近8年的长期运行，插件故障率增高，缺陷多，维护起来也十分复杂。同时保护小室中的T6通信控制器四遥量信号容量已满，无法满足改扩建的需求。T6通信控制器已停产，目前懂得维护的人员已所剩无几，相关备件也停止生产。

T6通信控制器不能将所接收到的保护装置软报文信号传输到站控层NSC300通信控制器，所以软报文信号无法上送到集控站，无法实现无人值班。

BSJ监控后台工作站硬件配置较低，运行速度较慢。

BSJ监控系统数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具性能较弱，使用很不方便，维护工作效率低。

改造总体思路

改造采取了在保护小室新增加NSC300通信控制器，将保护装置通过串口直接接入NSC300，再由保护小室中的NSC300将软报文信号上送到站控层。由站控层的NSC300将软报文信号送到集控站，从而实现无人值班的要求。而测控装置信号通过双LON网接入T6通信控制器，再由T6通信控制器将本小室测控装置信号送到小室新增加NSC300，进而送到站控层交换机。

同时本次改造更换了后台监控系统，使用南京南瑞科技有限公司生产的新一代基于UNIX的监控系统—NS3000，该套监控系统基于UNIX平台，人机功能完善，数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具等维护起来十分方便。

改造过程中的特点

间隔层与站控层之间的通信

厂口变电站站控层设备数量多，运行时间长，所有T6通信控制器与NSC300通信控制器均在站控层网络上同时运行，可能会造成T6通信控制器出现死机的情况，使得后台监控系统、各级调度及集控站远传系统出现数据异常或中断。因此在进行调试工作时需要逐个小室依次进行，一个小室调试全部完成后再进行下一个小室的调试。

改造过程中变电站网络结构

小室间隔层交换机负责传输小室内满足XT9712、网络103规约的两种报文，为了提高两种形式的网络应用协议在交换机中进行数据传输的效率，减少整个网络范围内广播包的传输，对间隔层、站空层交换机进行VLAN划分，把两种规约的数据传输限制在各自的虚拟局域网内。

小室使用T6通信控制器与各小室内的测控装置进行通讯，以LON网方式连接，使用XT9712规约进行通讯。每个小室的两台T6通信控制器分别通过A网、B网共四根网线，分别接入小室内新增NSC300通信控制器屏中的A网、B网间隔层交换机。小室内的NSC300通信控制器使用S5C插件上的网口接收T6通信控制器发出的报文，通过交换机上划分的VLAN1与小室内各测控装置进行数据交换，这部分通讯使用XT9712规约；NSC300通信控制器使用NET插件上的网口通过交换机划分的VLAN2与NS300后台进行数据交换。

由于调试期间只能将单个小室接入新后台进行调试，其余小室的NSC300通信控制器必须退出运行，为了不影响运行设备的正常监控，保证小室内T6能与老后台保持通信正常，所以，将小室内交换机VLAN1中的网口与T6屏内光电转换盒连接，使得T6通过交换机恢复与老后台间的通信。

小室内的保护装置及其他智能设备采用RS485/422/232串口方式和NSC300通信控制器进行通讯。

由于设备停电时可能存在一个小室的保护设备还未完全接入小室内NSC300，另外一个小室的设备就开始停电检修的情况。在这种情况下，为了保证不影响运行设备的正常运行及调度数据，保证停电设备按期完成调试工作，在调试期间，将停电设备临时接入NSC300进行通信调试及信号核对，工作完成后将设备恢复接入T6，待小室内的所有保护装置均停电调试完成后，再将所有保护装置接入NSC300运行，退出与T6的通信。

改造中的危险点与控制措施：

遥控对点试验时误分合运行断路器

控制措施：调试前做好安全措施，将本小室停电设备以外装置遥控远方\\就地把手置于就地位置，使用绝缘胶布封裹把手；退出本小室停电设备以外遥控出口压板，使用绝缘胶布封裹出口压板上桩头；通过二次措施单检查遥控远方\\就地把手，遥控出口压板状态并做好记录；检查除本小室外其他NSC300通信管理机与T6通讯是否确已断开；遥控试验必须通过五防进行。

新、老后台监控系统同时运行

控制措施：改造变电站中，两台相互独立的监控计算机同时运行，一台监控改造前的设备，另一台监控改造后的设备，对运行人员而言监控时容易发生混淆，对施工人员而言工作时可能误修改已投运设备的数据库或图形界面。对运行人员：在变电站两台相互独立的监控计算机上做出明确标识，区分改造前使用的监控机及改造后使用的监控机。对施工人员：必须在施工的每一过程中落实各个间隔的接入情况，对已接入新总控并投运的设备建立表格台帐，在后期施工过程中切勿修改已投运设备的数据库或图形，如后期工作中必须要修改数据库或图形，要提前向相关部门反映，得到允许后才能进行工作。

改造完成后监控系统结构

网络结构图见图1

1.保护小室监控系统结构。

改造完成后，这些小室仍使用T6通信控制器与各小室内的测控装置进行通讯，以LON网方式连接，使用XT9712规约进行通讯。每个小室的两台T6通信控制器通过A网、B网共四根网线，分别接入小室内新增NSC300通信控制器屏中的A网、B网间隔层交换机。小室内的NSC300通信控制器使用S5C插件上的网口接收T6通信控制器发出的报文，从而采集小室内各测控装置的信号，这部分通讯使用XT9712规约。小室内的保护装置及其他智能设备采用RS485/422/232串口方式和NSC300通信控制器进行通讯。

小室内的NSC300通信控制器使用NET2插件上的网口，通过新增NSC300通信控制器屏内的间隔层交换机与主控楼计算机室的站控层交换机进行连接，从而接入站控层监控网络，使用网络103规约与站控层各设备进行通讯。

小室间隔交换机负责传输小室内满足XT9712、网络103规约的两种报文，为了提高两种形式的网络应用协议在交换机中进行数据传输的效率，减少整个网络范围内广播包的传输，对间隔层交换机进行VLAN划分，把两种规约的数据传输限制在各自的虚拟局域网内。

NS3000后台监控系统通讯方式。

改造后的后台监控系统使用南瑞科技NS3000系统，与站控层设备通讯采用网络103规约。

远传系统通讯方式。

改造后的远传系统仍使用两套NSC300通信控制器分别与南网总调、省调、地调及集控站进行通讯，这些通信控制器使用NET2插件上的网口从站控层网络采集数据，经过处理后转发各调度及集控站。

结束语

500kV厂口变电站监控系统改造后，满足了无人值班的要求，作为云南电网中的试点，500kV厂口变电站率先实现了少人值班（值班人员不负责监盘，只负责日常操作和设备巡视）。同时全站自动化设备运行可靠性明显提高，为云南电网主干网的的安全稳定提供了坚实的基础。

参考文献：

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贺俊杰，赵淑珍，郑宝庆，吕志瑞．500kV变电站监控系统改造问题探析．中国电力，2009，(5)：57-61.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。