变电站监控系统不停电补强的研究与实践

吴旭光 唐晓玲 潘伟

摘 要：常规变电站监控系统改造需结合一次停电完成，在电力负荷较重的区域根本无法正常开展，且造价高，工期长，实施难度较大。文章针对此问题，提出了在不停电地条件下通过更换远动机及站控层设备实现远动补强改造的方法，并提出了详细的改造方案及实例，为变电站计算机监控系统的改造升级提供了一种全新的思路。

关键词：RTU；不停电；监控系统；改造

前言

随着计算机网络和通信技术的飞速发展，变电站的自动化水平也有了很大的提高。基于网络的数字化通道及104规约的应用成为主流[1-3]，极大地提高数据传输的稳定性，温州地区新建变电站的综自系统与远方主站的通信均采用网络104规约为主通道。但某些老变电站沿用的RTU设备，其总控单元支持的规约种类有限，与远方调度系统间仍运行简单的CDT或DISA规约，无法支持网络104规约的接入。这些老旧变电站内装置设备运行时间超周期，内部芯片的正常寿命已到，维护工作量巨大，且厂家已经停止对RTU装置的维护，无法提供相应的技术支持，相关设备已停产，无法提供备件。一旦插件故障将导致四遥信号无法正常的采集。这些不稳定因素都对电网的安全稳定运行造成重大隐患。但由于综自改造需一次设备停电配合进行二次回路的接入及信息联调，在电力负荷较重的区域根本无法正常开展，且造价高，工期长，实施难度较大。本文提出了在保证电网可靠性的基础上，实现RTU老站在不停电地条件下通过更换远动机及站控层设备实现远动补强改造的方法和实例。

1 现状分析及方案确定

1.1 工程现状

目前温州地区已实现地县调度一体化系统，地调采用南瑞科技的open3000系统，可支持cdt、101、104等多种规约，实现了温州地区所有变电站的集中监控，多数变电站已实现无人值班。110kV大荆变在10kV及35kV采用南瑞继保RCS9611、RCS9612保护测控一体化装置，通过485串口和RCS9692规约转换装置通信。后台系统、总控装置及110kV间隔数据采集仍采用南瑞科技RTU装置，监控系统结构如图1所示。总控单元是DISA-2型系统的数据交换枢纽，负责从各单元监控装置采集数据，并分发必要数据到指定的单元监控装置。总控单元内保存了反映变电站运行工况的实时数据库，并用各单元监控装置的新数据不断更新数据库。通过与后台监控系统、远方调度系统，实时地将变电所的工况信息上送。同时来自调度集控中心及后台监控系统的控制、调节命令也必须由总控装置分发到各控制单元执行。

1.2 变电站改造方案

本次改造站控层采用南瑞继保PCS9700智能变电站监控系统。改造后系统按照一体化监控平台配置，采用IEC61850规约，可实现远程浏览等功能，并支持逐间隔进行智能化改造的无缝接入，大大降低今后智能化的费用。改造后监控系统结构如图2所示。新增1台远动通信工作站（含双主机），与主站实现104网络通道及101模拟通道双通道通信；配置1台规约转换器用于接入10kV、35kV保护测控一体化装置四遥信息；保留原110kV及主变间隔接入DISA RTU装置二次回路接线不动，采集信息由DISA装置以CDT规约通过原来到后台的RS232串口接入规约转换器，送到站控层网络。原主变及110kV保护装置仍由老的RCS-9692装置汇总再经新增规约转换装置上送后台监控。配置2台测控装置用于接入110kV及公用间隔信息。每台测控可采集2个间隔的遥测数据、8路直流遥测量、80路遥信及22路遥控。配置1台交换机用于全站组建100M单网。

2 工程实施方案

（1）设计人员到现场了解原有装置的接线端子，设备采集数量，确认用于更换装置的详细配置。根据现场的原有接线图纸，按照不改动外部电缆回路的情况下，重新设计图纸，新装置在出厂前按照新设计的图纸进行装置配线工作。（2）新增一面远动通信屏配置，其配制如下：1台远动通信工作站RCS-9698H（含双主机），1台规约转换器RCS-9794，1台交换机PCS-9882C及两台测控装置PCS-9705。设备到货，屏柜安装就位。装置上电，下载装置的配置信息。（3）统计DISA总控单元上的串口连接情况，记录各串口的通信规约、转发表、波特率、用途等数据，调试前标记好各串口通信电缆的去向及线芯所接端子号等，以便在新远动机调试完毕投运前，能迅速恢复DISA总控单元的原有运行状态。（4）新增规约转换器接入DISA装置，将原DISA装置接入后台的RS232串口接入新规约转换器，进行通信连接；新增规约转换器接入保护装置。原南瑞继保保护装置110kV部分由老的RCS-9692装置汇总再经新增规约转换装置上送后台监控，10kV保护装置部分直接经新增规约转换装置上送后台监控。（5）新增测控装置接线。主变分接头遥控回路及公用信号接入新测控。（6）远动及后台监控数据库更新。由于现场更换了测控装置、远动机和后台，全站数据需要进行更新，将原远动数据库的信息、监控后台的遥测、遥信信号按照新装置的数据重新制作，画面及光子牌重新绘制。（7）信息联调。调度端新建一个厂站，相关信息表由调控中心重新编制。监控后台及远动的数据库更新完成后，和各装置完成通讯工作，核对现场后台和远方调度的三遥信号。遥测可以直接观察数据是否正常，遥信通过人工点端子排上的开入量进行信号核对工作。遥控核对时各间隔远近切换开关切换至就地。

3 结束语

随着早期一批计算机设备的老化和落后，新一轮监控系统改造在老旧变电站中拉开了序幕，传统监控改造方案存在停电时间长、投资多等缺点，极大地限制了监控系统改造的进度。文章提出了一种在不停电地条件下通过更换远动机及站控层设备实现远动补强改造的方法，且后期可配合一次停電灵活地对各间隔层设备进行更换，最终实现全站监控系统的更新换代，为变电站计算机监控系统的改造升级提供宝贵的经验。

参考文献

[1]李强，朱永利.IEC60870-5-104在变电站自动化系统中的应用[J].电力系统通信，2007，28（182）：21-25.

[2]马晓红，管夷，林祺蓉.104规约在调度自动化系统中的应用[J].山东电力技术，2011，6（184）：2-5.

[3]白翠芝.基于调度数据网的远动通信模式[J].云南电力技术，2013，3（41）：149-152.