變電站自動化系統(tǒng)并行運行的安全管理

500kv玉賢水電站是湖北電網(wǎng)的一個重要樞紐供電站。通過湖北西部能源東輸模式，鄂東能源在湖北東部得到了運輸。擁有2臺(1000MVA、801MVA)主變壓器擔負武漢江北電網(wǎng)的電力供應。變電站原監(jiān)測系統(tǒng)采用的是東方電子公司DF1800監(jiān)控系統(tǒng),已經(jīng)運行多年,設備老化,隨著該站進行四、五期擴建工程,DF1800系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足運行管理的要求,因此決定新增一套計算機監(jiān)控系統(tǒng)接入擴建部分的監(jiān)控信息,日后結(jié)合系統(tǒng)停電逐步接入DF1800系統(tǒng)中所監(jiān)測的間隔,以達到監(jiān)控系統(tǒng)改造和綜自化改造的目的。新系統(tǒng)采用國電南瑞科技股份公司研制的NS2000(unix)分布式監(jiān)控系統(tǒng)。工程要求在不影響運行設備和擴建工作的前提下進行,因此工程實施需要一套安全可靠的監(jiān)控實時信息過渡方案。1基于ns200通信的監(jiān)視、控制在變電站運行監(jiān)視、控制(五防)工作中,運行人員需要面對的是一個包含全站所有間隔電氣實時信息的監(jiān)控系統(tǒng)。而在玉賢變四、五期擴建工程完成后,必然在一段時間內(nèi)存在兩套監(jiān)控系統(tǒng)并列運行的局面,兩套監(jiān)控系統(tǒng)分別有各自的監(jiān)測、監(jiān)控范圍,這樣兩套監(jiān)控系統(tǒng)實際并存是無法滿足運行監(jiān)視、控制(五防)需求的。另外,從遠動主機與各級調(diào)度主站的聯(lián)接關(guān)系角度考慮,不能在變電站端設置兩套遠動系統(tǒng)各自發(fā)送一部分遠動信息,必須由唯一的一套遠動系統(tǒng)發(fā)送全部遠動信息。為了解決這些難題,在過渡方案中,選擇南瑞NS2000系統(tǒng)作為變電站監(jiān)視、控制(五防)、遠動的主體,運行人員僅使用NS2000系統(tǒng)完成運行工作,各級調(diào)度主站僅聯(lián)接NS2000系統(tǒng)的遠動主機,完成遠動數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收。為了保證運行人員能使用變電站全部實時信息,調(diào)度端能接受全站遠動信息,必須將兩套監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)聯(lián)接,進行數(shù)據(jù)交換,南瑞NS2000系統(tǒng)通過聯(lián)接鏈路獲取東方DF1800系統(tǒng)中原有間隔的監(jiān)測信息,在NS2000系統(tǒng)內(nèi)完成自采實時信息(擴建部分)與DF1800轉(zhuǎn)發(fā)信息的匯總,以此建立一個完整、統(tǒng)一的玉賢變監(jiān)控數(shù)據(jù)實時庫,為唯一的監(jiān)控主體提供監(jiān)控、五防判據(jù)、遠動功能的數(shù)據(jù)基礎。數(shù)據(jù)聯(lián)接方式見圖1。2站控界面的實現(xiàn)玉賢變的南瑞NS2000系統(tǒng)是由站控層和間隔層組成的分層分布式自動化綜合系統(tǒng)。站控層設備主要有主機/操作員、遠動工作站、微機五防工作站、網(wǎng)絡交換機、GPS對時系統(tǒng)和打印機等。間隔層主要由測控裝置、繼電保護裝置、間隔層網(wǎng)絡設備以及智能通訊接口設備等。主機/操作員站采用SUN-Blade2500工作站,此工作站配置UNIX操作系統(tǒng)和X-WINDOWS人機界面,具有主處理器及服務器的功能,為站控層數(shù)據(jù)收集、處理、存儲及發(fā)送的中心,是站內(nèi)自動化系統(tǒng)的主要人機界面,用于圖形及報表顯示、事件記錄及報警狀態(tài)顯示和查詢,設備狀態(tài)和參數(shù)的查詢,操作指導,操作控制命令的解釋和下達等,實現(xiàn)全所設備的運行監(jiān)視和操作控制。遠動工作站實現(xiàn)直采直送要求,收集全站測控裝置、保護裝置等設備的數(shù)據(jù),將信息通過雙通道上傳至各級調(diào)度中心,并接受調(diào)度中心下發(fā)的遙控、遙調(diào)命令向變電站間隔層設備轉(zhuǎn)發(fā),同時遠動工作站也可作為通信接口裝置使用。主機/操作員站和遠動工作站都采用雙機配置原則,兩臺互為熱備用工作方式,它們都能獨立執(zhí)行各項功能。當一臺主機故障時,另一臺主機能執(zhí)行全部功能,實現(xiàn)無擾動切換。單獨設置微機五防工作站,接收來自監(jiān)控主機的全站開關(guān)、刀閘的位置信息,采用與監(jiān)控后臺數(shù)據(jù)一體化的模式,是實現(xiàn)變電站五防功能的站控層級的操作控制中心。間隔層測控裝置采用的是NSD500V測控裝置,配置雙以太網(wǎng)接口,直接連在站控層交換機上,對站內(nèi)四遙數(shù)據(jù)進行采集上送后臺和調(diào)度,并實現(xiàn)遙控功能。間隔層智能通訊接口設備實現(xiàn)同繼電保護裝置及各智能設備的接口通訊,將部分沒有直接接入測控裝置的信號通過通訊采集上送站控層。3兩個監(jiān)控系統(tǒng)的連接方案3.1基于rs-33多網(wǎng)融合放線方案aDF1800監(jiān)控系統(tǒng)前置主機的空閑串口與NS2000監(jiān)控系統(tǒng)遠動主機的空閑串口,作為兩系統(tǒng)間的通訊接口,通訊介質(zhì)采用標準的RS-232串口通訊線纜。在此鏈路上傳輸?shù)倪b測數(shù)據(jù)400點,遙信數(shù)據(jù)2500點,因此通訊協(xié)議結(jié)合實際情況決定采用應用成熟的標準DISA遠動通訊規(guī)約。這樣在兩套系統(tǒng)之間形成了兩條冗余的主備數(shù)據(jù)鏈路,實現(xiàn)了真正的雙機雙通道配置,完全能滿足穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸。設備連接方式見圖2。3.2遠動站和國/站a/bDF1800監(jiān)控系統(tǒng)兩臺前置主機互為熱備用;NS2000監(jiān)控系統(tǒng)兩臺遠動機也互為熱備用。正常情況下,遠動工作站A和B同時接受前置機A發(fā)送過來的數(shù)據(jù),此時,前置主機A作為主機運行的時候,前置主機B作為前置主機A的熱備用。遠動工作站A為主、遠動工作站B為備運行的時候,遠動工作站A除了和前置主機A交換數(shù)據(jù)的同時,還要完成與調(diào)度端的遠動通訊;遠動工作站B作為遠動工作站A的熱備用。當前置主機A出現(xiàn)故障時,DF1800系統(tǒng)將自動切換到前置主機B,此時新系統(tǒng)應根據(jù)情況的變化進行處理數(shù)據(jù),遠動工作站A為主、遠動工作站B為備運行的時候,遠動工作站A自動切換至備用鏈路,接收前置主機B發(fā)送的數(shù)據(jù),遠動工作站A除了和前置主機B交換數(shù)據(jù)的同時,還要完成與調(diào)度端的遠動通訊;遠動工作站B作為遠動工作站A的熱備用。當前置主機A、B正常工作時,如果遠動工作站A發(fā)生故障,NS2000系統(tǒng)會自動切至遠動工作站B工作,依然可保證與前置主機A、B進行數(shù)據(jù)通信,同時能完成與調(diào)度端的遠動通訊。從前述三種情況可以看出,不管前置主機A或B和遠動工作站A或B處于什么運行狀態(tài),兩系統(tǒng)之間都互不影響,前置主機和遠動工作站都有一個共同點:只有處于主機運行狀態(tài)時才對外發(fā)送數(shù)據(jù)。遠動工作站A和B不僅可以根據(jù)自身的運行狀況自動進行主從切換運行,而且它們根據(jù)前置機A和B傳輸過來的兩路通道數(shù)據(jù)進行判斷,對正常有效的數(shù)據(jù)通道報文進行數(shù)據(jù)處理,對異常無效的數(shù)據(jù)通道報文進行丟棄。這樣就可以保證將正確的數(shù)據(jù)上送后臺和調(diào)度端。3.3ns200系統(tǒng)監(jiān)控方式采取上述通訊方式,對通訊接口進行調(diào)試,報文處理一切正常。兩套系統(tǒng)配置整理通訊轉(zhuǎn)發(fā)表,在DF1800系統(tǒng)側(cè)配置數(shù)據(jù)發(fā)送表,在NS2000系統(tǒng)側(cè)配置數(shù)據(jù)接收表,并核對發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。DF1800系統(tǒng)前置主機作為子站端,向NS2000系統(tǒng)遠動工作站發(fā)送所有采集到的遙測、遙信數(shù)據(jù)。遠動工作站將接收到的數(shù)據(jù)進行處理后,采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡報文的形式向監(jiān)控網(wǎng)絡發(fā)送。在NS2000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務器中將DF1800系統(tǒng)作為一個裝置考慮,單獨建立數(shù)據(jù)庫,但對從監(jiān)控以太網(wǎng)上所接收數(shù)據(jù)的處理方式與自采數(shù)據(jù)保持一致,這樣這些數(shù)據(jù)的存儲、顯示、計算、轉(zhuǎn)發(fā)都可以按NS2000標準方式進行,從運行界面上來看,自采數(shù)據(jù)和DF1800系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)是完全一致的。對于遠動系統(tǒng)而言,NS2000監(jiān)控以太網(wǎng)中已包含了自采數(shù)據(jù)和DF1800系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),遠動機中的發(fā)送表就可靈活配置全部的遠動數(shù)據(jù)。從運行角度看,使用NS2000系統(tǒng)已經(jīng)能全面監(jiān)控變電站運行狀況;從調(diào)度角度看,聯(lián)接唯一的遠動裝置能接收全站的遠動信息。3.4隔層五防邏輯牽涉到了間隔層控制板上的信息對于站控層的五防功能來說,五防工作站能接收NS2000監(jiān)控主機發(fā)送的全站的開關(guān)刀閘位置信息,因此可實現(xiàn)全站所有操作的五防邏輯。對于間隔層五防功能來說,間隔層測控裝置的五防邏輯配置比較繁瑣,實施過程中有些五防邏輯牽涉到DF1800系統(tǒng)采集的開關(guān)刀閘位置信息,遠動工作站將五防邏輯牽涉到的DF1800系統(tǒng)所有開關(guān)刀閘信息轉(zhuǎn)發(fā)到NS2000監(jiān)控以太網(wǎng)上,測控裝置便可從以太網(wǎng)上采集所需要的信息。隨著改造的進行,測控的五防邏輯也需要跟著更新調(diào)試試驗,為了保證五防邏輯的準確性,必須按施工的具體進度編制階段性的五防邏輯,做好備份工作。3.5間隔老數(shù)據(jù)隨著改造進度的深入,NS2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫將分階段進行更新。如圖3所示。在NS2000系統(tǒng)建立兩套數(shù)據(jù):間隔新數(shù)據(jù)和間隔老數(shù)據(jù)并存。間隔新數(shù)據(jù)指的是NS2000系統(tǒng)通過NSD500測控裝置采集的數(shù)據(jù);間隔老數(shù)據(jù)指的是DF1800監(jiān)控系統(tǒng)采集上送的所有數(shù)據(jù)。每上一個間隔的新設備,則使用該間隔的新數(shù)據(jù)。未上新設備的間隔,全部使用老數(shù)據(jù)。當新設備全部上完,則全部使用新數(shù)據(jù),老數(shù)據(jù)全部刪除。DF1800監(jiān)控系統(tǒng)后臺以太網(wǎng)絡及兩臺服務器保持原有工作狀態(tài),兩套監(jiān)控系統(tǒng)同時運行,以NS2000監(jiān)控系統(tǒng)為主,新系統(tǒng)上