澜沧江集控中心计算机监控系统故障报警信息应用及优化探索

2012-04-14胥冠军

水电站机电技术 2012年3期

胥冠军

（华能澜沧江水电集控中心，云南昆明 650214）

0 引言

随着澜沧江公司新投电厂的不断增加，集控中心控制管理的电厂规模日益扩大的同时，工作的内容及责任也日益增加，如何在有限的人力、资源下有效地进行梯级电站群的集中控制，真正实现电厂侧的“无人值班、少人值守”的要求，是澜沧江公司和澜沧江集控中心在实际工作中积极探索所要实现的目标，但澜沧江集控中心由于远离现场，不具备现场的“声、光、味、震动”等直观的感官判断，这就需要来自电厂侧的相关故障信息来体现，在出现故障时能从上送集控的报警信息中迅速找出相关的信息，以准确判断故障设备及部位、故障原因、故障类型，及时作出应对措施并切除或消除故障，确保人身、电网安全及电厂设备的正常运行，但要实现上述要求就需要监控系统提供可靠、完善的故障信息且能较快进行检索。

1 澜沧江集控中心计算机监控系统简述

澜沧江集控中心计算机监控系统于2007年2月正式投入运行，目前已接入漫湾电厂、小湾电厂、景洪电厂、瑞丽江电厂、徐村电厂、石林光伏电厂，其中漫湾电厂、小湾电厂、景洪电厂已正式投入集控运行（即值班受令地点由电厂转移到集控中心），集控与电厂通道采用可靠的三通道方式：电网、电信和卫星通道，实现了通道的可靠切换，首选电网通道，电网通道故障切换到电信，电网、电信均故障则启用卫星应急通道。集控中心画面监视采用“分层分级”原则，运行人员日常主要监视三厂站（漫湾、小湾、景洪）运行监视图、三厂站AGC（AVC）监视图、三厂站主要参数监视图（电压、频率、功率），每工作台四屏显示，一台显示简报信息，其它显示画面，简报信息可以分厂站组合显示，运行每值3人（1值长2值班员），值长除统筹全局外还兼顾接收南方电网对小湾的调度指令。

华能澜沧江水电集控中心计算机监控系统是基于集控中心及各电站计算机监控系统在可靠通信基础上，在接受电网调度机构命令下，实现对流域梯级电站的集中监控功能。集控中心向各电站计算机监控上位机系统发送远程监视和控制指令，并且通过电站上位机系统作用到各LCU，对各被控电站机电设备主要运行参数进行检测和处理，如机组的有功功率、无功功率、电流、电压，线路的有功功率、无功功率、电流、各级母线电压、频率等；对各被控电站开关量的采集和事件顺序记录，诸如机组的运行状态，各断路器和隔离开关的位置，主要保护和自动装置的动作信号，各种越限信号，溢洪闸门的开启位置等。对各被控电站的遥控和遥调，如机组的工况转换，主要断路器和隔离开关的操作；遥调的项目如各被控电厂或机组的有功功率和无功功率给定值等，实现梯级电站的经济运行。根据电网调度的命令、水情等条件和电厂的实际情况，按照经济和安全准则，制定各被控水电厂的运行计划，实现梯级的自动经济运行，按电力系统调度自动化的要求，将各被控水电厂的主要信号和参数送至上级调度。

电站上送集控中心信息分为如下几种：

1）模拟量信息。通过电厂相应传感器采集后上送集控，在集控侧设置越复限定值，作为故障报警的辅助。

2）开关量信号。为LCU直接采集到的硬接点0/1变位信号上送集控，在集控侧简报窗中入故障一览表和状变一览表。

3）SOE信号。为LCU直接采集到的硬接点0/1变位信号，主要是发变组保护送监控系统停机用的综合事故信号，以及重要的发变组事故、报警信息，开关站重要的线路、母线、断路器等保护信号。SOE信号可以按照电厂监控系统要求自行定义其测点描述，并按照其测点变位情况上送其变位信息至集控中心。

4）数据通信信号。为各LCU与保护装置通过串口（如南瑞的SJ30）通信形式采集到的事件信息。为各保护装置在事故、报警状态下向监控系统提供的事件信息，作为事故情况下对保护分析的补充内容。数据通信信号为保护装置提供的事件信息，电站监控系统根据事件内容将其解析为文本信息（非测点信息），按照装置内的时标、监控的定义进行显示。因为该类信号在电站侧为文本格式，上送集控中心的内容也只能利用IEC104中的“事件上送”的格式进行传输，即通过IEC104传输文本文档。

5）事件上送信号，是在IEC104报文中将电厂监控系统的文本信息直接发送给集控监控系统，集控监控系统按照标准格式解析后显示、存储。事件上送信息内容：电站侧操作指令、流程启动信息、LCU开出量动作信息、电厂侧自诊断信息、集控下行（遥调、遥控）令确认信息及数字通信保护信息等内容。

2 澜沧江集控中心监控系统故障报警信息优化措施

随着接入电站的逐渐增加，集控中心监视的画面、功能及侧重点也将进行相应的改变，但在集控电厂出现事故时，运行人员对事故的反应和处理的要求没有降低，这对运行人员是一个新的挑战，如中国南方电网调度规程中规定：“线路跳闸重合闸未动作或重合闸动作不成功时，现场应在事故后3 min内向总调值班调度员汇报事故发生的时间、天气、跳闸设备等事故概况。事故后15 min内，应将一次设备检查情况、保护及安自动作情况等内容汇报总调值班调度员”。因此如何在如此短的时间内达到南方网调的汇报制度要求，在实际工作中诸如此类云南电网、澜沧江公司和集控中心的要求，就需要计算机监控系统提供充足的信息和有效的收集整合信息方法，满足运行人员快速查询、分析、报告的要求，成为方便、快捷、全面、有效的使用及决策分析工具，为实现这个目标，我们做了以下几方面的工作：

1）加强对运行人员关于电网、公司、集控中心相关规章制度、规程规范及保护有关知识的培训，使每个运行人员利用监控系统提供的基本信号和电厂汇报的现场信息，能正确判断事故性质和可能动作的保护，正确整合相关信息并及时汇报调度。

2）为每个运行值班人员分配了专有的用户名和密码，每一项操作均在操作信息后加上操作人，以便于在故障发生时可以分析是否由于误操作引起，同时也提醒运行人员更重视自己的每一步操作可能带来的结果。另外，对重要设备的操作如刀闸、断路器等除设置语音提示外还增加了操作密码，每一设备都拥有唯一的操作密码，减少了走错间隔、误操作的可能，降低了人为制造故障或事故的概率。

3）增加了可能导致机组工况改变的信息，如机组重要的油、气、水参数、温度参数等的越复限报警，为避免传感器测量或外界干扰引起的信号抖动产生越复限的频繁报警，干扰正常监视，对这些越复限参数均设置了死区，在正常测量值的基础上加上死区范围，避免了越复限信息的误报，提高故障信息的准确率。

4）增加了对现场可以直接感知的信息如机组震动摆动等信息的监视报警，增强了机组的安全稳定运行，为运行人员正常的监视操作提供了有利的补充。

5）清理光字灯故障信息，由于光字灯上存在大量长期无法消除的故障信号，干扰了运行人员的正常使用，且这些信息经与电厂核实是确实存在的，原因诸如：元器件损坏、未上电、未接线、调试遗留问题等等，电厂根据这些存在问题的故障点分别进行处理，不能处理的在电厂侧对该信号进行屏蔽（暂不上送集控或用其它替代信号），通过清查处理使光字灯功能恢复了正常使用。

6）整合事故信号形成电厂事故综合点监视图。如小湾电厂事故综合点监视图上分别布置了6台机组的紧急事故信号、电气事故信号、机械事故信号、开关站事故信号，例在主配拒动、导叶在空载以上和机组115%过速三个条件都满足的情况下启动紧急事故停机流程，把6台机的这三个条件做在一起并一一对应，在故障上具有颜色报警和闪烁功能，运行人员一目了然，可以在这幅图上看到当前有哪些信号报警，事故停机或开关站跳闸等由哪些信号组成。

7）联合电厂开展事故信号清查工作。结合电厂设备检修工作，从信号源开始，电站和集控中心按照“信息完整准确、分类清晰明了、时标精准统一、传输稳定可靠、上下信息一致”的要求逐一进行核对，做到了信号完整、准确、规范，确保了集控中心遥信信号与现场一致，在电厂侧除确保可靠、齐全的单一保护元件动作信息外，对重复的保护信号合并、分类，并形成可靠的遥信信息上送集控。几个电厂都存在保护信号综合信息，不能确定哪套保护动作，如“1号机A柜发电机保护装置闭锁报警”装置型号不明确，修改为“1号发电机保护A套RCS985G装置闭锁报警”，诸如此类，清理后定义更准确完整，对运行人员正确理解和判断事故情况、整合相关信息提供了有利的帮助。

8）简报窗口实现故障信息的人工过滤屏蔽功能，在故障或事故发生时往往会伴随大量重复的信号，就需要对频繁报警的同一信号进行过滤，以免刷屏干扰运行人员的正常值班，通过过滤屏蔽杜绝了单个信号的刷屏现象。

9）对相关的故障流程或事故流程、闭锁功能等的清理。对电厂侧的启停机流程、事故停机流程等进行了认真的梳理，对不合理的事故流程进行改善、不合理的闭锁条件解除，如景洪电厂在防误闭锁检查后取消了开关站断路器的远方无压合闸功能，不利于集控中心的远程集控，已协商电厂恢复该功能。

3 澜沧江集控中心监控系统在故障报警信息方面需要进一步完善的方面

电站上送集控故障信息虽然较以前有一定的改善，但仍有一些需要改进的地方，具体如下：

1）事件上送信息和串口通信（SJ-30）信息都是以事件（文本）形式，并不是常规的测点形式传输信息，导致无法对每一个信息归类处理。即一旦定义好信息规约，就必须接收所有需要或不需要的信息。如既包含保护动作信号，也包含复归、故障、压板、状态变位等信号，同时电站设备的启停会以事件方式向集控发送大量的流程启动信息、LCU开出量动作信息等，较大的影响了集控的监盘工作。同时所有的保装置动作信号均保存在一个节点中（如全厂操作一览表），不便于分类查询相关动作信息。

针对这一问题，集控拟采取先对事件信息进行一定的分类清理，然后在电站侧扩展硬接点（有条件的电厂实施）或虚拟测点的方式通过104报文上送集控。

2）集控中心虽然实现了故障信息的过滤屏蔽功能，但重复的语音报警不能进行相应的屏蔽，往往在屏蔽了某一信号后，语音仍在排队报警，严重干扰了运行人员的正常值班，这一问题目前仍没有彻底解决的办法，只能采取暂时屏蔽该信号，事后再进行恢复。

3）光字灯显示功能完善。目前光字灯分类只有故障和事故两种，已不适应集控值班发展的需要，拟采取每个电站按照LCU/全厂分为:机械故障、电气故障、机械事故、电气事故四类光字灯，每个光字灯分为故障、正常、新增信号三种（即红、绿、黄）显示方式。同时改变现有的故障事故光字界面，光字灯可以在任意画面中组合显示。

4）故障信息不具备模糊检索功能。目前在一览表中查询某一故障信息必须先进入该信息所在的电厂其次对应的LCU，不能进行全厂的模糊检索，比如机组115%过速报警，则必须确定是几号机，不能进行该信号的其他机组的横向对比。要达到的目标是输入115%过速，应能检索出该厂所有发出该信号的机组，这样就可以大大提高运行人员分析、整合故障信息的效率。

5）故障信息上送集控时存在丢失现象，尤其是在事故时集中发出大量故障信息时，存在主要事故信号丢失的现象，为事故分析和处理带来了不便，同时简报窗口信息也有丢失现象，影响了运行人员的正常值班，已督促厂家进行彻查解决。

6）在机组检修时会有大量故障信息上送集控，影响运行人员的正常值班，在电厂检修时暂时采取LCU断电或拔网线的方式。也可以在电厂上位机104通信程序中对每个LCU置入检修态，但这样一来该LCU所有的信号都将被屏蔽，不利于集控中心了解现场的后期检修情况，因此这方面一直在考虑适当的解决方法，既不影响正常值班又可以及时掌握现场的机组试验情况。