浅谈500?kV盐都变计算机监控系统改造的技术

吴苏平

摘 要：该文介绍了盐城供电公司500 kV盐都变计算机监控系统改造换行的技术要点及技术总结，从技术的角度上分析了500 kV盐都变计算机监控系统的改造要求及系统结构的安全性、可靠性、合理性，强调了系统的综合集成，通过该次监控系统由单一串口转换网络接口，从而对变电站内开关、刀闸等设备实现了高效监管，提高了500 kV盐都变的设备运行可靠性。基于D25支持Peer to Peer对等通信模式，因此间隔层D25控制单元直接同当地NS2000后台监控系统及D200 RTU远动装置通信管理机以网络方式交换数据，直采直送，保证调度主站和当地NS2000后台监控系统的实时性。当D200A和D200B双机出现故障时，不会影响到当地运行人员对整个变电站的实时运行数据的监测和控制，保证了500 kV盐都变的安全运行。

关键词：网络 串口 D25 系统结构

中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（a）-0086-03

随着电力通信技术和计算机技术的迅猛发展，变电站综合自动化监控技术正在朝着网络化、综合智能化、多媒体化的方向发展。现阶段网络通信模式以安全、经济、高速、点对面、面对面等优点慢慢替代原先RS485、422等点对点的串口通信方式，在电力通信中得到广泛应用。该文结合500 kV盐都变计算机监控系统改造实际工作中的经验，对监控系统RS485单一通信转双通道网络交换通信中的技术要求进行了探讨。

1 盐都变计算机监控系统概况

1.1 系统现状

500kV盐都变计算机监控系统为南瑞科技RD-800系统，配置为：

SCADA工作站 ULTRA 60 2台；

操作员工作站 ULTRA 5 2台；

单网结构。

间隔层设备为上海惠安公司的D25测控装置，通信服务器为D200A、B双机配置。

系统还有一台通信接口机（IBM/PC）采用串口与直流系统和ABB保护管理机通信。

另外，220 kV南瑞保护管理机通过网络方式接入。

系统结构如图1。

1.2 改造原因

D200A和D200B双机采用串口分别与同一台D25的两个串口通信后，将采集到的实时数据送往调度主站系统，一旦D200A和D200B双机同时出现故障时，整个变电站的实时运行数据将无法被调度方及当地运行人员监控，这不利于整个变电站电网安全运行。

1.3 改造内容

（1）后台监控系统更换为NS-2000系统，配置系统服务器兼操作员工作站两台，维护工作站一台，双以太网结构。

（2）2台NS-2000主机服务器的前置机部分采用双网直接与D25进行实时通信，如图中的A、B网。另外2台NS-2000主机服务器的后台部分单独采用双网直接进行数据同步，如图2的C、D网，同时维护工作站接入C、D双网。

（3）全站由三层结构改为两层结构，D25测控装置由串口改为双网络接口。

（4）系统由单网改为双网结构，在D200A、B增加网卡一块（双网口）。

（5）将原通信接口PC机改造为NSC300智能接口装置，负责与ABB保护管理机和直流系统通信。NSC300智能接口装置与南瑞保护管理机采用单网接入改造后的C、D网。

改造后的结构见图2。

2 技术改造过渡方案

2.1 改造过渡方案

（1）RD-800与NS-2000并列运行，但不得同时进行遥控操作。

（2）因D200A、B分别需要修改配置并下装，会引起三级调度的通信短时间中断。

（3）D25在更换网络接口时，系统无法监控，需要加强对设备和保护装置的巡视。

改造过渡方案见图3。

2.2 技术注意事项

（1）由于华东要以将南瑞NSC300智能远动装置采集到的软保护信号通过D200上送给华东网调，已经建议客户要求南瑞提供2个串口采用华东101标准接入D200A和D200B，然后由D200A、B机将信号转发给调度。

（2）因南瑞NS2000服务器兼操作员站一和NS2000服务器兼操作员站二之间采用UDP广播方式进行大量数据库同步（1518个字节大包），维护工程师站与主机之间采用UDP广播方式交换数据，以及NSC300智能远动接口装置也采用UDP广播方式与主机服务器之间进行通信，所以要求南瑞科技将上图2和图3的网络结构重新设计。

3 技术改造设备安装步骤

3.1 NS-2000系统安装

（1）安装NS-2000系统三台工作站、站控层A、B网交换机（NS-2000网络接口设备屏）、NSC-300智能装置（NS-2000网络接口设备屏）、KVM驱动器。

（2）敷设站控层A、B网交换机至三台工作站、D200A/B、NSC-300、“500 kV第四串测控屏”、“220 kV母线及公共单元测控屏”的双网线、KVM的接口网线。

（3）将原南瑞保护管理机的网络电缆改接至B网、将原“通信接口PC机”与ABB保护及直流系统的串口改接到NSC-300智能装置、原RD-800系统的网络交换机与NS-2000系统的A网互联。

3.2 继保室交换机安装

（1）500 kV继保室“500 kV第四串测控屏”上安装两台交换机。电源分别接UPS1、UPS2。220 kV继保室“220 kV母线及公共单元测控屏”上安装两台交换机。电源分别接UPS1、UPS2。

（2）敷设500 kV继保室、220 kV继保室交换机至各测控屏的双网络电缆。

3.3 D200A、B机新增网卡安装

（1）依此停用D200A、B机，分别新增网卡一块（接入B网）。

（2）修改配置文件，并下装。

（3）检查三级调度通信状况，确保通信正常、数据正确。

4 技术改造设备安装步骤

4.1 NS-2000系统安装

（1）安装NS-2000系统三台工作站、站控层A、B网交换机（NS-2000网络接口设备屏）、NSC-300智能装置（NS-2000网络接口设备屏）、KVM驱动器。

（2）敷设站控层A、B网交换机至三台工作站、D200A/B、NSC-300、“500 kV第四串测控屏”、“220 kV母线及公共单元测控屏”的双网线、KVM的接口网线。

（3）将原南瑞保护管理机的网络电缆改接至B网、将原“通信接口PC机”与ABB保护及直流系统的串口改接到NSC-300智能装置、原RD-800系统的网络交换机与NS-2000系统的A网互联。

4.2 继保室交换机安装

（1）500 kV继保室“500 kV第四串测控屏”上安装两台交换机。电源分别接UPS1、UPS2。220 kV继保室“220 kV母线及公共单元测控屏”上安装两台交换机。电源分别接UPS1、UPS2。

（2）敷设500 kV继保室、220 kV继保室交换机至各测控屏的双网络电缆。

4.3 D200A、B机新增网卡安装

（1）依此停用D200A、B机，分别新增网卡一块（接入B网）。

（2）修改配置文件，并下装。

（3）检查三级调度通信状况，确保通信正常、数据正确。

5 技术改造试验技术要求

5.1 试验内容

（1）遥测。包括有功、无功、电流、母线电压、220 kV母线频率。直流系统、保护管理机的一些特殊遥测量。

（2）遥信。硬接点信号包括事故总信号、开关、刀闸位置。软信号包括保护管理机、直流系统等通过智能装置传输的信号。

（3）遥控。

（4）与智能装置的通信。包括ABB保护管理机、直流系统、南瑞保护管理机的信息核对。

（5）闭锁逻辑试验。

5.2 试验准备工作

（1）所有参加工作人员学习改造方案、试验“三措”，熟悉系统及现场设备的运行状况，熟悉系统原理。

（2）NS-2000现场安装、调试后，先将NSC300 智能装置、南瑞保护管理机的通信接入B网，进行相关调试。在操作员工作站对闭锁逻辑进行模拟试验，验证逻辑关系，验证正确，闭锁逻辑调试结束。

（3）设备检修申请得到上级调度部门批准。

（4）制定专用的试验表格，明确各类信息的试验方法。

（5）试验前，核对新老系统的三遥信息表。准备必要的备品备件，一台D25和电源等，确保完好。防止设备改造过程中出现故障，以便及时恢复。

（6）将所有D25的48V遥控电源空开拉开。除非有实际操作，否则，在整个改造、试验期间，该开关禁止合上。

5.3 试验步骤

（1）电话向华东、省调申请停运D25，同意后，开始工作。

（2）工作前，检查D25的运行状态，并与RD-800系统核对，记录遥测数据，以便恢复后查验。

（3）验证RD-800系统的遥控顺序。

（4）更换D25网络接口板。

（5）在NS-2000与RD-800系统上，对照核对遥测量。

（6）检查遥信。在端子排上模拟，与RD-800系统对照，检查核对遥信正确性。

（7）核对遥控对应关系。

（8）恢复D25装置至遥控出口继电器箱的连线插头。

（9）修改D200A、B配置，核对上传信息。

（10）全部完成后，向华东、省调汇报该D25改造工作结束，终结相关工作单。

6 技术改造过程中重点关注

（1）NS-2000系统数据库与RD-800系统数据库中各D25参数是否准确；

（2）NS-2000系统画面上开关、刀闸的名称与RD-800系统是否对应、正确；

（3）NS-2000系统计算量公式是否与RD-800系统一致；

（4）D25测控装置中遥测、遥信、遥控顺序与NS-2000系统数据库定义是否一致

（5）闭锁逻辑关系是否正确。

7 设备优化改造后系统技术结论

D200A和D200B双机与D25之间采用双网络进行DNP网络冗余通信结构，增强了网络通信可靠性、稳定性以及安全性；提高整个变电站监控系统的通信可靠性。因为D200A和D200B双机采用双网络结构进行通信后将采集到的实时数据通过调度数据网直接与调度主站进行通信，同时不再将实施运行数据直接送往当地NS2000监控系统，而是由D25直接通过A、B网将实时运行数据传送给当地NS2000监控系统，采用此网络结构，既减少了D200网络数据转发的通信负荷，也提高了实时运行数据的及时传输响应时间和速度。基于D25支持Peer to Peer对等通信模式，因此间隔层D25控制单元直接同当地NS2000后台监控系统及D200 RTU远动装置通信管理机以网络方式交换数据，直采直送，保证调度主站和当地NS2000后台监控系统的实时性。当D200A和D200B双机出现故障时，不会影响到当地运行人员对整个变电站的实时运行数据的监测和控制，保证了500 kV盐都变的安全运行。

参考文献

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