某机场T3中心配微机保护装置及监控系统升级改造分析

［摘 要］微机保护装置是供配电系统的核心部件，其负责开关柜间隔的保护、控制、测量，并能直观指示断路器的位置、状态信息。电力监控系统则是通过对各级配电设备运行数据及状态信息的采集、分析、判断，以全景图像的形式实现对开关柜的遥测、遥信、遥控、遥视、遥调功能。通过对某机场长期运行进行分析，合资品牌微机保护装置的可靠运行周期约为10～12 a，适时进行更新改造对于配电系统的运行安全极为重要。文章通过对某机场T3 中心配电室微机保护装置更新改造以及后台监控系统整合分析，实现各级配电室保护装置型号一致、通讯规约一致、监控系统一致，以降低维护成本，降低故障率，提高设备的可靠性。

［关键词］微机保护装置；监控系统；升级改造

［中图分类号］TV736 ［文献标志码］A ［文章编号］2095–6487（2024）04–0003–03

1 系统现状

1.1 微机保护装置

现有配电室内保护装置分两期建设投用。

（1）1 号总配、2 号总配、T3 中心配电室设备，采用ABB SPACOM 系列微机保护装置，1996 年投用。

（2）3 号总配（T4）设备，采用ABB REF615 微机保护装置，2014 年投用。

1.2 后台系统

现有后台系统架构是由两套独立的监控系统组成。

（1）1 号总配、2 号总配、T3 中心配电室设备接入2003 年优化升级后的ABB MicroSCADA v8.4.5系统。

（2）3 号总配（T4） 设备接入2014 年投用的ABB MicroSCADA Pro v9.3 系统[1]。

2 系统改造目的

2.1 更新微机保护装置

1 号总配、2 号总配、T3 中心站内的ABBSPACOM 系列保护装置已停产，备件采购价格持续升高，后续技术支持同样也存在问题。为减少运营成本、提高可靠性，本次改造中将ABBSPACOM 系列保护装置升级为成本较低、使用较为成熟的的ABBREF615K 保护装置。

2.2 整合后台监控系统

现有系统构架下，值班人员在2 号总配内通过两台终端分别查看两套系统的监控画面，查看不直观、不方便，画面显示和操作方式也不一致。同时，原有1 号总配、2 号总配、T3 中心配设备接入的是ABBMicroSCADA v8.4.5 系统，在后续运行中由于持续增加接入设备，导致系统容量已达到饱和，影响到了后台系统运行的稳定性。为解决上述问题，本次改造通过调整现有后台系统构架，对原有的1 号总配、2 号总配、T3 中心站的ABB MicroSCADA v8.4.5 系统进行升级，并与2014 年建成投用的3 号总配站（T4）的ABB MicroSCADA Pro v9.3 系统进行整合，合并为一套系统[2]。

3 系统改造步骤

3.1 微机保护装置改造

将T3 中心配内的ABBSPACOM 系列保护装置更换为成本较低的ABB REF615 保护装置。更换下来的SPACOM 系列保护装置作为1 号总配及2 号总配的备件，以降低1 号总配及2 号总配保护装置的维护成本。

考虑到机场运行的特殊情况（现场可供施工的时间较短），为缩短现场改造时间，采取直接更换低压小室门板的方案：在工厂里将REF615 保护装置与位置指示器提前安装在新低压小室门板上，并将相关二次连线的一端连接到保护装置与位置指示器上，在连接线的另一端压上线鼻子。现场施工时，只需将原低压小室门板上安装的设备二次连线从二次端子排上解除，拆下门板。安装好新的低压小室门板后，将新低压小室门板的二次连线重新连接到二次端子排上即可。从而大幅缩短现场更换保护装置的时间，将更多的时间用于更换保护装置的设备调试上。更新保护装置所使用的主要物料清单见表1。

3.2 后台系统改造

将现有T3 中心配系统主机由v8.4.5 升级为Pro v9.3（需要更新相关的系统许可文件），以便以IEC61850 的以太网方式接入更换后的ABBREF615 保护装置。

T3 中心配REF615 保护装置使用网口连接到光纤交换机，通过光缆连接到2 号总配内新增的主网管型交换机，由网管型交换机进行通信通道的管理与分配。将T3 中心配内原先使用串口规约的设备连接到串口服务器，经光电转换器转换为光信号，通过光缆连接到2 号总配监控系统。

将升级为Pro v9.3 的T3 中心配系统主机移机至2号总配，作为厦门机场电力监控系统的总系统。在2号总配增加1 台通信屏柜用于安装新增的交换机与相关的通讯设备。

将1 号总配及2 号总配内的v8.4.5 系统同样升级为Pro v9.3（需要更新相关的系统许可文件），保持与总系统版本的一致性。

将现有3 号总配（T4）的Pro v9.3 系统和升级后的1 号总配、2 号总配的Pro v9.3 系统，同时接入到2号总配新的总系统中。

在2 号总配系统配置中增加了4 台大屏幕显示器组成的监控影像，可同时提供1 号总配、2 号总配、T3 中心配、3 号总配（T4）等4 个站点的监控画面。

系统更新所需要的主要物料清单见表2。

4 系统改造后的效果与优势

4.1 保护装置改造

最新的ABBREF615 保护装置全面取代原有SPACOM 保护装置。

原T3 中心配更换下来的SPACOM 系列保护装置作为1 号总配及2 号总配的备件，减少维护成本。

4.2 后台系统改造

通过调整现有后台系统构架、升级现有老旧的v8.4.5 后台系统，解决后台系统的统一性与完整性，所有的监控内容可在同一套总系统中进行采集、处理、显示，使得整个系统更加完善和稳定。同时使得整个系统的可扩展性大幅增加，未来新增的配电室均可按照现有架构接入改造后的电力监控总系统，进一步降低运行成本。

升级后的ABBMicroSCADA Pro v9.3 后台系统及总系统，在兼容原有ABB 专有通讯规约的同时，采用了现今电力监控系统的主流规约IEC61850，在通信规约层面上，采用以太网方式，通讯架构更加灵活和简便，在整个机场配电网络的未来发展过程中，不会再成为瓶颈和障碍[3]。

4.3 监控系统具有以下多种功能

4.3.1 单线图显示功能

单线图能动态地、根据电压等级，以颜色区分。主接线着色根据变电站实际运行情况对一次接线图进行着色，以不同的颜色表示线路的各种运行状态。①母线着色定义：带电显示为红色、不带电显示为白色、故障信号显示为粉色、接地显示为黄色。②边框和站名着色定义：主站为黄色、二级站为绿色、三级站为蓝色。

4.3.2 事件列表功能

通过事件列表功能，可监视系统中发生的所有事件信息。依此可验证事故发生时继电保护和开关的动作顺序是否正确，决定相应的处理措施。也可接收到其他用户采取的操作行动信息，如操作对象、确认报警、修改限值、登录等。

4.3.3 报警列表功能

报警列表显示了间隔层当前报警状态的摘要。报警以报警文本行的方式显示，该文本行描述了间隔层报警的起因。

4.3.4 趋势图功能

趋势图显示是MicroSCADA Pro 应用的组件之一。趋势图用于趋势分析，以曲线或表格方式显示测量值。

4.3.5 报表功能

MicroSCADA Pro 中所有需要的数据都能以图的方式，如曲线图、柱状图显示，或者预处理成为表的方式报告。

4.3.6 无级缩放功能

无极缩放即可在主画面上对定点区域进行放大或缩小浏览的功能。

5 结束语

某机场1 号总配、2 号总配、T3 中心配电室及其分配的SPACOM 系列微机保护装置自1996 年投用以来已使用24 a（装置12 a 一换），随着该保护装置逐步退市、购置成本成倍增加，应着重考虑在保持系统稳定可靠的同时逐步完成更新替代及系统升级。改造方案是采用目前使用较为成熟、成本较低的国产合资REF 系列继电器逐步取代SPACOM 系列继电器，步骤是逐年更新一个站点的微机保护装置并对后台监控系统进行升级。2015 年更新T3 中心配电室的15 套保护装置，并将两套不同规约的监控系统进行整合；2017 年对东、西指廊配电室的8 套保护装置进行更新；2018 年对助航灯光站配电室的8 套保护装置进行更新；2019 年对2 号总配的28 套保护装置进行更新；2022 年完成T2 航站楼配电室5 套、运行指挥中心配电室5 套保护装置的更新；2023 年完成消防救援中心配电室10套保护装置的更新。实现保护装置型号统一、通讯规约统一、后台监控系统统一，以降低维护成本、降低故障率，提高设备的可靠性。

参考文献

[1] 黄强，徐巧，周翔宇. 微机保护测试装置的开发及设计技术分析[J]. 电工技术，2023（12）：146-148.

[2] 杨锦. 电力运行中的变压器保护技术应用[J]. 集成电路应用，2023，40（6）：332-333.

[3] 杨建军. 微机保护与组合电器的选型配合分析[J]. 电工技术，2021（2）：65-66.