500kV变电站监控系统升级改造

邓先友，吕 涛，曹继丰

（中国南方电网超高压输电公司安宁局，云南 昆明 650300）

500kV变电站监控系统升级改造

邓先友，吕 涛，曹继丰

（中国南方电网超高压输电公司安宁局，云南 昆明 650300）

针对500kV罗平变电站监控系统运行中存在的问题，制定了监控系统改造的目标和原则，分析了监控系统改造的可行性及技术难点，并提出了相应的解决方案，完成了升级改造实施工作。

变电站；监控系统；升级；改造

500kV罗平变电站地处云南省罗平县，汇集了滇东电厂、雨旺电厂、鲁布革电厂等西电东送主要电源，西部与云南500kV七甸变电站和曲靖变电站相连，东部通过500kV罗马线与贵州天生桥换流站相连，通过500kV罗百I、II回线与广西电网百色变电站相连，是云南电网与南方主网相连的中枢站，其安全稳定直接关系到南方主网的安全稳定。罗平变电站的计算机监控系统于2002年投运，在近年的运行中暴露出设备稳定性差的问题。为提高罗平变电站监控系统的运行可靠性和自动化水平，结合站内设备的实际情况，2008年对原监控系统部分测控装置和监控后台进行了升级改造，大大提高了罗平变电站的安全稳定水平。

1 改造前监控系统结构

升级改造前，罗平变电站采用北京四方继保自动化股份有限公司生产的CSC2000计算机监控系统。该监控系统网络结构如图1所示，采用分层分布式双以太网结构，分为变电站层和间隔层2层。变电站层包括操作员工作站、远动工作站、五防工作站和服务器等；间隔层主要由测控装置组成，测控装置按电气间隔配置，安装在现场继电保护小室内。

2 改造前的主要问题

改造前，罗平变电站CSC2000计算机监控系统主要存在以下问题：

(1) 由于罗平变电站经过多期扩建，不同期采用的测控装置虽为同一厂家生产，但型号不同。这样就不便于站内测控装置备件的统一配备，也给运行维护带来了不便。

(2) 变电站内测控装置共59台，其中近年扩建新投运的28台新型测控装置CSI-200EA运行稳定;其余31台CSI-200C、CSD12A、CSI-202A等型号的测控装置均为早期产品，它们的人机对话界面菜单采用拼音字母缩写，运行维护不方便。经过近6年的不间断运行，装置硬件老化，经常出现电源插件损坏、人机对话面板插件损坏、通信插件损坏、不受理遥控命令、通信中断等问题，增加了检修人员的维护工作量，降低了系统的可靠性。

(3) CSC2000监控后台工作站硬件配置较低，内存为128MB，硬盘为40GB，运行速度较慢；加之经过近6年的长期运行，硬件老化现象严重，插件故障率增高。

(4) 基于WINDOWS操作系统的CSC2000监控后台工作站运行维护中易感染病毒，经常出现中毒导致死机的现象。

(5) CSC2000监控系统不支持在线维护功能。数据库数据和图形界面修改后不能在线生效，也不能自动同步到监控后台的每台工作站，维护工作效率低。

(6) CSC2000监控系统数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具性能较弱，使用很不方便，维护工作效率低。

3 改造的目标与原则

监控系统改造是一项综合性的大型工程，涉及到对变电站内大量设备停电，若规划不合理将造成浪费并使监控系统的实用性难以达到目标要求。根据罗平变电站监控系统的设备实际情况和存在的问题，尽量利用原有设备，有效减少施工和调试工作量，制定了以下改造目标与原则。

(1) 将站内31台CSI-200C 、CSD12A、CSI-202A 等型号的旧测控装置逐步更换为CSI-200EA新型测控装置，原有的28台CSI-200EA测控装置不更换。由于新、旧测控装置都为同一厂家产品，设备尺寸、布线等都基本一致，更换测控装置后，厂家配线人员只需重新完成屏内二次配线，原测控屏及外部回路接线不需改动。

(2) 将监控后台工作站全部更换为高配置的UNIX操作系统工作站，提高硬件性能和抗病毒能力。

(3) 将CSC2000监控后台更换为基于UNIX操作系统、数据库和图形界面易于维护的CSC2100。由于CSC2100和CSC2000监控后台均为北京四方继保自动化股份有限公司产的品，CSC2000监控系统数据库的数据经过转换后可直接导入到CSC2100监控系统数据库，大大缩短了CSC2100监控系统数据库数据生成的时间，同时降低了出错的可能性。

(4) 罗平变电站在南方电网的重要性决定其不可能在全站停电的系统工况下进行监控系统改造工作。罗平变电站监控系统改造必然是一个CSC2000监控后台逐步退出运行、CSC2100监控后台逐步投入运行的长期过程。改造时，更换的新测控装置直接接入CSC2100监控后台，不更换的CSI-200EA测控装置逐步利用停电检修的机会再接入CSC2100监控后台。待全站测控装置全部接入CSC2100监控后台后，CSC2000监控后台才可退出运行。

(5) CSC2000和CSC21002套监控后台并列运行期间，它们的控制及运行监视是相互独立的。CSC2100监控后台实现对已经改造接入间隔设备的操作和监视，CSC2000监控后台实现对未接入间隔设备的操作和监视。对同一设备的监视与控制只能由1套系统完成，从而实现单点控制的要求，确保设备操作的安全性。

(6) 由于远动工作站直接通过以太网与测控装置通信，所以，更换测控装置时远动工作站的调试工作比较简单，只需修改远动工作站上相应测控装置的设置，保证改造前后送往调度的信号点表不变，而调度端的数据库不用修改。

4 改造的难点及解决办法

(1) 改造前，罗平变电站监控系统的“五防”工作站通过共享内存方式与CSC2000监控后台通信来实现“五防”逻辑闭锁功能。但在监控系统改造期间，CSC2000和CSC21002套监控后台并列运行，由于CSC2000监控后台与CSC2100监控后台版本的差异，“五防”工作站无法满足与CSC2000和CSC21002套监控后台同时通信的要求，不方便调试和运行。为此，将“五防”工作站与监控后台的通信方式由共享内存方式改为UDP通信方式，再完成相应的通信设置。这样“五防”工作站便能与2套监控后台同时通信，确保2套系统的操作都经过“五防”工作站的逻辑判断。

(2) 遥控试验的安全风险较大，若安全措施不周全，可能误控其他设备。以往监控系统改造做遥控试验时，安全措施一般是将变电站内除了要做遥控试验的测控装置以外的其他测控装置的控制功能软压板或出口硬压板全部退出。这样，一方面做安全措施的工作量较大，另一方面对非遥控试验的测控装置的控制功能也有限制。此次监控改造摒弃了以往的做法，先在一台调试笔记本电脑上安装CSC2100监控后台软件，并将CSC2100监控后台的相关数据导入调试笔记本电脑， 再将调试笔记本电脑通过一根网线直接连到要做遥控试验的测控装置的网口上，然后在调试笔记本电脑上模拟CSC2100监控后台进行解锁遥控试验，遥控正确后再在CSC2100监控后台进行正常遥控操作。由于调试笔记本电脑一对一直接连到要做遥控试验的测控装置的网口上，即使误发遥控命令，其他运行的测控装置也无法接收到，所以，这种试验方式不存在误控其他设备的可能性。

(3) 测控装置更换改造时，改造屏柜内可能会有运行的设备和回路，加之罗平变电站经过多期扩建，图纸与现场实际接线可能不符，所以改造施工时存在施工人员触电、误碰、误拆接线等安全隐患。为此，采取改造前先查清实际接线情况，将改造屏内非改造的运行设备及端子用绝缘胶布封好隔离，并对要更换改造的测控装置的全部端子进行验电，确保施工人员在一个有效隔离、停电的环境下进行更换改造工作。

5 结束语

罗平变电站监控系统改造后，设备可靠性明显提高，运行性能达到了预期的效果。现总结这次改造的经验。

(1) 更换测控装置时摒弃了以往将测控装置连同测控屏一起更换的做法，减少了改造的工作量和费用。

(2) 更换测控装置时外部回路接线基本不改动，大大降低了外部回路改接线出错的可能性。

(3) 了解当前国内外监控系统的发展水平，统计和分析站内监控设备的运行情况，只更换性能较差、运行不稳定的监控设备，充分利用原有设备，降低改造成本。

(4) 改造期间CSC2000和CSC21002套监控后台并列运行，但遥控功能都经过“五防”工作站的五防逻辑判断，保证了遥控操作的安全性。

(5) 由于UNIX操作系统下的病毒很少，更换监控后台时采用基于UNIX操作系统的监控后台，降低了监控后台工作站感染病毒的可能性。

1 朱子坤．500kV茂名变电站综合自动化系统改造．西北水电，2006，(5）：60～61.

2 旭 东． 变电站自动化改造的若干问题． 河北电力技术，2004，(2）：43～45.

3 宫贵朝． 白水峪电站计算机监控系统改造． 水电自动化与大坝监测，2005，(5）：14～16.

4 陈 萍，黄 冰，周晓阳． 超高压变电站监控系统． 电力自动化设备，2007，(7）：116～118.

5 戚宏伟，庄黎明，袁树林． 南桥变电站计算机监控系统改造方法及过程． 华东电力，2006，(7）：77～78.

6 贺俊杰，赵淑珍，郑宝庆，等．500kV变电站监控系统改造问题探析． 中国电力，2009，(5）：57～59.

7 段日新．500kV罗洞站监控系统改造． 湖北电力，2004，(1）：59～60.

8 陈 哲，杨海乡． 计算机监控系统改造综述． 电力安全技术，2002，(7）：31～33.

2009-10-14)