发电厂远动遥测系统网络数字化改造及效果浅析

刘利军 韩丹丹 刘好

摘 要 针对某发电厂传统型遥测系统数据采集使用变送器方式存在的不足，无法满足调度自动化专业的需要，阐述了通过实施数字化采集及网络传输的遥测系统改造，对采集单元、客户端软件进行升级，减少数据的中间处理环节，优化传输数据，实现了该发电厂远动系统数据精准采集、稳定运行的良好效果。可为同类发电厂相关专业的采集系统改造提供参考。

关键词 电力系统远动；调度自动化；遥测；变送器；数据网络

前言

随着电力系统远动自动化程度的不断提高和计算机网络技术在调度系统中的应用和发展，系统对远动终端设备提出了越来越高的要求，要求它容量大、稳定性强、功能完备、配置灵活。数字化采集不仅克服了现运行RTU采集端容量小、规约单一、配置烦琐等不足，而且融入了强大的网络功能和安全防护功能，足以成为解决传统型遥测系统采集瓶颈问题的最佳选择。

1 遥测系统技术升级的必要性

1.1 传统型遥测系统存在的问题

遥测采集目前使用的多为变送器采集，存在维护周期短，采集、传输信息量有限，造成调度基础信息缺失较多。近几年随着数据传输在自动化专业的应用，调动自动化专业管理水平也不断提高，对传输信息量的精度要求越来越高、采集的数据范围也在逐步扩大，大部分的变送器采集精度达不到104规约的等级要求，部分功率变送器、电能变送器采集误差较大。这些因素造成远动的采集数据量已经不能满足快速发展的电力系统信息安全需求。

1.2 数字化电力调度自动化系统的需要

随着电网的迅猛发展和电力自动化水平的不断提高，数字化的调度自动化系统已在全国大量应用。尤其是近几年来，各种远动信息的采集及处理逐步采用数字化技术实现计算机监控；同时，自动化系统各项指标逐步被纳入到电力生产的安全考核项目中，对其数据采集范围、可靠性、安全性提出了更高的要求。为满足各级调度对发电厂监控的需要，保证远动系统数据精准必须对相关采集设备进行改造升级。

2 传统型遥测系统网络化的解决方案

在保留系统硬件基础框架不变的情况下，用数字式交流采样装置替代变送器采集，新增交流采样装置通过网络与新机组增加的D200远动系统通讯，这样既满足了数据精度的要求、又保证了数据上传的实时性和稳定性。

2.1 遥测信息改造方案

遥测信息的改造本着在不改变原有硬件设备框架的基础上，采用改造采集單元、客户端软件、减少数据的中间处理环节、优化数据等措施，达到提高实时性指标的目的。目前，模块化采集技术已非常成熟，线路通过一块采集板采集数据，不仅大大减少设备数量，精度也能得到极大提高。在保留原采集点基础上，新增遥测信号39路，原远动变送器屏利旧，改用8套交流采样模块、7块CT转换单元、9块PT转换单元，通过2M转换及光电设备构成光纤传输通道直连RTU主机，从而构成新的数据采集单元。

2.2 方案的可行性分析

以某发电厂网控室部分的遥测系统改造为例，说明和验证传统型遥测系统进行网络数字化改造可行性。

（1）硬件设备需完成的工作。①在电气网控室内拆除1号变送器屏、2号变送器屏、3号变送器屏、4号变送器屏、5号变送器屏内所有变送器、端子排及屏体面板；②安装交流采样单元，按照原有屏体所采集远动遥测信息按回路采集数据，增加部分遥测数据；更换变送器屏体面板、端子及导轨。铺设网控室变送器屏至远动机房通信电缆。

（2）系统软件升级需完成工作。①结合施工进度对所改造的屏体进行网络连接，更改系统相关数据库；②完成后台操作软件升级实现全站远动遥测数据信息的改造。

（3）改造施工中的难点及注意事项。①由于施工过程所有设备均在运行状态，因此要求整个改造要在带电状态完成，每一步操作都存在较大风险；②现场存在误接线、误触、误碰、震动，容易造成保护误动；③对侧CT封好后，做好测试检查工作，用钳形表检测电流，保证和对端所封的电流一致；④安装新的衬板、更换端子排导轨，安装端子和交流采样装置和交流断路器。机柜内部配线（采样设备到端子排），做好标识；⑤为了确保安全必须重新在本机柜端子排上封好CT电流回路。前端侧CT电流回路解封后，确认正常没有问题后，方可打开本机柜侧端子排上的CT电流回路封片。

3 实施网络数字化改造后的效果

3.1 减少采集设备，提高采集精度

通过改造，优化了变送器屏内采集点的布局，前端由于减少了80%的采集设备使面板变得更加简洁，巡检与维护更为方便。用数字式交流采样装置替代变送器采集，新增交流采样装置通过网络与新机组增加的D200远动系统通讯，这样既满足了数据精度的要求、又保证了数据上传的实时性和稳定性。

3.2 实现网络连接，扩展系统功能

传统应用的D20终端操作软件为GE维护组态软件，用于RTU的I/O模块配置。其主要操作界面大部分为命令符，大量的命令在维护中操作及其不便。改造后由于采用了模块化采集，可通过2M转换器可与直接同采集端设备实现网络连接，直观的了解设备运行的状态。设备实时在线监控，在数据修改及调试时可直接调用当地功能客户端服务器中的操作软件实现。组态软件充分考虑数据采集的特点，软件全中文界面系统配置简单，功能扩展和系统升级都非常方便。

3.3 节约维护成本，增强运行可靠性

传统型遥测系统所使用的变送器数量多，每年维护及检测成本较高。改造后，在只改变传输数据方式的情况下，对系统实现了网络升级，从而节约了今后系统设备的维护成本。改造后使用的数据采集模块可有效保证复杂的数据通信过程的实现，这种最新的采集设备具有高可靠性设计。通过应用软件自身可靠性设计、数据采集可靠性、固态存储数据的可靠性等综合因素，保证了系统整体运行的高度可靠性。

4 结束语

远动网络传输目前已成为远动数据传输的发展方向，随着电网调度自动化程度不断提高，自动化信息采集量要求也逐年增大。传统的采集、传输模式必然将被模块化、数字化、网络化所取代。网络数字化遥测系统的改造及应用，将为各级电力企业提供更快捷、更安全的电力调度自动化信息网络。