提高乙烯110 kV 变电站后台监控系统的稳定性和可靠性

谈 鑫，薛玉珍，陈 杰，范永强

（1.兰州石化公司电仪事业部，甘肃 兰州 730060；2.兰州石化公司动力厂，甘肃 兰州 730060）

0 背 景

首先，乙烯110 kV变电站作为乙烯厂的中央变电站，下设7个6 kV变电所，承担着为乙烯、丁二烯、汽油加氢、三聚、全密及芳烃等8 套装置供电的重要任务，其监控系统完好、灵敏、准确对装置稳定生产至关重要。近年来，由于后台监控系统使用年限较长，出现了测控装置电故障、后台机故障、网络接入服务器故障、通信中断、小电流选线误报、现场操作信号滞后、保护报文错误等故障。监控系统故障频发，导致变电站综合自动化遥控功能丧失，严重影响了供电系统的正常运行，影响装置生产，危害现场操作人员生命安全。

其次，由于近年国企改革，企业员工日益减少，装置生产运行存在较大压力。作为工厂电力运行部门，在现有基础上为保证生产装置稳定运行，通过提高变电站自动化程度以适应公司人员结构不断减少的现状很有必要。

1 变电站原有监控系统结构简介

原有110 kV 乙烯变电站微机综合自动化监控系统采用南京中德系统控制有限责任公司开发的NSP2000系统，保护单元以西门子7SJ62 为主；本站设有故障录波系统一套，6 台主变压器及所有的下级馈线保护装置7UT612、7SJ62、NSC40B，电量采集装置、直流屏、消弧线圈，中压柜数显表等通过RS485 接口经NSC60接口转换箱转换为RS232 通信方式与通信管理机进行通信，10 台NSC681 测控单元通过网络数据的方式与通信管理机进行通信，将实时数据状态送入1#、2#、3#后台终端服务器，通过显示器实时监控显示[1]。

2 改造升级过程

2.1 OPEN3000 监控系统软件功能介绍

监控站的OPEN3000 A、B 网同时运行，即：主变电站和装置变都有其相应的主机和备机进行监控，通过交换机接入A、B 监控机上，故障时刻自动切换，可靠性高、稳定性强。OPEN3000 软件监控系统主要用于监视变电站电气设备运行情况、一次设备运行方式、保护及自动装置动作情况，各种遥测值的监视，其主要监控显示、记录的内容如下。

（1）监视主要设备的运行工况、位置和参数。

（2）对主要设备的分、合闸操作，各电压等级设备运行方式改变的倒闸操作等过程所经历的主要动作步骤予以监视和控制。

（3）当监控系统发生故障时，给出提示、报警信息。设备以不同颜色区分不同状态、位置及报警信号，故障和事故以不同的音响和语音播报，自动退出报警画面。

（4）自动上传实时事项，报警发生的时间、位置、报警内容。

（5）自动转入数据库、形成故障事故记录文件。

2.2 改造过程简述

本次改造软件系统继续运用国电南瑞公司系统软件，将原来的200NT 后台监控系统升级为OPEN3000监控系统。硬件部分利用原有控制屏柜及柜内原二次接线，拆除、更新110 kV 中央变电站及7 所下级6 kV变电所部分硬件，具体实施过程如下。

（1）整理点表，对系统断路器状态、刀闸状态、接地刀状态、保护信息、告警信息等遥信、遥测量进行整理，确保数据信息准确无误，数据通过点表的形式实现装置、前置、后台三者对应。

（2）安装操作平台，Linux 系统，绘制主接线图、分图、通信状态图、光子牌图并关联数据库。

（3）设置数据库，设置用于实时数据采集和监控的SCADA 数据库子表；设置用于交换机端口设置和进程管理的PUBLIC 数据库子表；设置进行实时库管理的PAS_MODEL 数据库子表；设置前置机上传信息规约解读，遥信转发、遥测转发，厂站识别等的FES 数据库子表。

（4）硬件安装更新，利用原有控制屏柜及柜内原二次接线，拆除原有的前置机、接口转换箱、终端服务器、测控单元NSC681，用NSC2200E 通信管理机代替前置机，更换新的测控装置，将原来的NSR200 故障录波装置更新为NSR2000 故障录波。

（5）对NSC2200E 通信管理机进行规约配置，通过103 规约实现各间隔继电保护装置串行通信；通过101 规约实现以太网接口的智能通信；通过102 规约或DL/T645 实现与数字电度表的通信；最后将这些数据整体打包通过104 规约实现与后台的通信。后台测控单元NSC681，7UT612、7SJ62、NSC40B 等保护装置，电量采集装置、直流屏、消弧线圈，中压柜数显表等都通过RS485 通信接口与通信管理机NSC2200E 相连接，经网络交换机转换后直接接入后台工作站进行实时监控。7 个下级变都有一套独立的通信系统，结构与110 kV 一致，通过光纤传输至110 kV 变电站进行集控，改造中减少了中间环节，直接将信号引入后台通信管理机，减少了交换机、转换箱等设备，即能降低故障率又实现了节能减排。

（6）改造后性能测试。由后台监控人员与现场操作人员进行配合，对改造后监控系统的信息准确性、动作可靠性进行测试，对所有控制柜的遥信量测试、遥控量测试、遥测量核对，告警信息、事件记录等信息核对，确保上传信号及数据与现场动作情况相一致，信号准确率达到100%，目前乙烯110 kV 变电站主要电气设备已全部完成性能考核，满足大乙烯供电需要[2]。

3 改造后系统监控功能的完善

本次改造完善了原有后台的监控信息量，主要新增了如下监控信息。

（1）本次改造将本变及下级变电所直流屏保护信号及电池电压检测信号都接入后台，实现了后台对直流屏保护跳闸、电池电压的实时监测，减少运行巡检工作量，增强系统运行稳定性。

（2）原有后台下级装置变间隔通信状态无显示，此次改造将对下级变设备通信状态、保护动作情况进行完善。点击间隔可查看设备实时信息，及保护动作情况。

（3）事故总通信状态显示更加全面，运行人员更能及时掌握系统通信状态。光子牌显示更加清晰，通信状态及保护动作状态变化，光子牌会有色变，运行人员能清晰看到通信状态、动作情况。

（4）将下级装置变电镀表通信接入后台，实现了后台对装置变用电量的监测，降低了运行人员的工作量。

（5）设置遥控操作双重密码，操作是需要经过双重认证才能进行最终操作防止误操作。

（6）原有监控系统模拟量、开关量等信息量足够丰富，但信息未作进一步的分类、处理；若各种信号动作频繁，遗漏重要告警信号，延误处理易造成事故；发生事故时，事件记录多，值班员很难抓住重点，影响事故的正确处理。改造后分层分类显示并处理告警信号，推理出可能的故障后及时预警；提取故障报警信息，辅助故障判断及快速处理。将告警信息分门别类，分为时实信息、断路器信息、隔刀信息、地刀信息、一般信息、保护报文等。

（7）将小电流选线装置动作信号接入后台，实现后台实时显示。

4 结 论

本次改造更新测控装置，解决了测控单元电源板故障导致的装置变信息中断问题。优化了通信硬件架构，有效解决了通信环节复杂，故障高发的难题。升级110 kV 主变后台机解决了原有的NSC200NT 系统只兼容wondows2003 以下的专业版操作系统不兼容高版本操作系统的问题。采用Linux 平台提高抗病毒能力。将原有的NSR200 故障录波装置更新为NSR2000 故障录波解决了故障录波故障报警的问题。优化后台界面，分类报文信息，完善后台遥控功能，将部分电度量接入后台系统，降低了电量读数误差，提高了计量数据准确性。遥控功能采用监控操作、两级密码管理，有效降低遥控操作风险，提升了后台监控系统的稳定性、可靠性，提升了变电站自动化程度，适应公司人员减少的现状。