變電站自動(dòng)化系統(tǒng)并行運(yùn)行的安全管理

變電站自動(dòng)化系統(tǒng)并行運(yùn)行的安全管理

500kv玉賢水電站是湖北電網(wǎng)的一個(gè)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(yùn)輸。擁有2臺(tái)(1000MVA、801MVA)主變壓器擔(dān)負(fù)武漢江北電網(wǎng)的電力供應(yīng)。變電站原監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的是東方電子公司DF1800監(jiān)控系統(tǒng),已經(jīng)運(yùn)行多年,設(shè)備老化,隨著該站進(jìn)行四、五期擴(kuò)建工程,DF1800系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足運(yùn)行管理的要求,因此決定新增一套計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接入擴(kuò)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(cè)的間隔,以達(dá)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(guó)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(yùn)行設(shè)備和擴(kuò)建工作的前提下進(jìn)行,因此工程實(shí)施需要一套安全可靠的監(jiān)控實(shí)時(shí)信息過渡方案。1基于ns200通信的監(jiān)視、控制在變電站運(yùn)行監(jiān)視、控制(五防)工作中,運(yùn)行人員需要面對(duì)的是一個(gè)包含全站所有間隔電氣實(shí)時(shí)信息的監(jiān)控系統(tǒng)。而在玉賢變四、五期擴(kuò)建工程完成后,必然在一段時(shí)間內(nèi)存在兩套監(jiān)控系統(tǒng)并列運(yùn)行的局面,兩套監(jiān)控系統(tǒng)分別有各自的監(jiān)測(cè)、監(jiān)控范圍,這樣兩套監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際并存是無法滿足運(yùn)行監(jiān)視、控制(五防)需求的。另外,從遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)與各級(jí)調(diào)度主站的聯(lián)接關(guān)系角度考慮,不能在變電站端設(shè)置兩套遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)各自發(fā)送一部分遠(yuǎn)動(dòng)信息,必須由唯一的一套遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)送全部遠(yuǎn)動(dòng)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(yuǎn)動(dòng)的主體,運(yùn)行人員僅使用NS2000系統(tǒng)完成運(yùn)行工作,各級(jí)調(diào)度主站僅聯(lián)接NS2000系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī),完成遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收。為了保證運(yùn)行人員能使用變電站全部實(shí)時(shí)信息,調(diào)度端能接受全站遠(yuǎn)動(dòng)信息,必須將兩套監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)聯(lián)接,進(jìn)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(cè)信息,在NS2000系統(tǒng)內(nèi)完成自采實(shí)時(shí)信息(擴(kuò)建部分)與DF1800轉(zhuǎn)發(fā)信息的匯總,以此建立一個(gè)完整、統(tǒng)一的玉賢變監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)庫(kù),為唯一的監(jiān)控主體提供監(jiān)控、五防判據(jù)、遠(yuǎn)動(dòng)功能的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)聯(lián)接方式見圖1。2站控界面的實(shí)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(dòng)化綜合系統(tǒng)。站控層設(shè)備主要有主機(jī)/操作員、遠(yuǎn)動(dòng)工作站、微機(jī)五防工作站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)和打印機(jī)等。間隔層主要由測(cè)控裝置、繼電保護(hù)裝置、間隔層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及智能通訊接口設(shè)備等。主機(jī)/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(jī)界面,具有主處理器及服務(wù)器的功能,為站控層數(shù)據(jù)收集、處理、存儲(chǔ)及發(fā)送的中心,是站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要人機(jī)界面,用于圖形及報(bào)表顯示、事件記錄及報(bào)警狀態(tài)顯示和查詢,設(shè)備狀態(tài)和參數(shù)的查詢,操作指導(dǎo),操作控制命令的解釋和下達(dá)等,實(shí)現(xiàn)全所設(shè)備的運(yùn)行監(jiān)視和操作控制。遠(yuǎn)動(dòng)工作站實(shí)現(xiàn)直采直送要求,收集全站測(cè)控裝置、保護(hù)裝置等設(shè)備的數(shù)據(jù),將信息通過雙通道上傳至各級(jí)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(shè)備轉(zhuǎn)發(fā),同時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)工作站也可作為通信接口裝置使用。主機(jī)/操作員站和遠(yuǎn)動(dòng)工作站都采用雙機(jī)配置原則,兩臺(tái)互為熱備用工作方式,它們都能獨(dú)立執(zhí)行各項(xiàng)功能。當(dāng)一臺(tái)主機(jī)故障時(shí),另一臺(tái)主機(jī)能執(zhí)行全部功能,實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)切換。單獨(dú)設(shè)置微機(jī)五防工作站,接收來自監(jiān)控主機(jī)的全站開關(guān)、刀閘的位置信息,采用與監(jiān)控后臺(tái)數(shù)據(jù)一體化的模式,是實(shí)現(xiàn)變電站五防功能的站控層級(jí)的操作控制中心。間隔層測(cè)控裝置采用的是NSD500V測(cè)控裝置,配置雙以太網(wǎng)接口,直接連在站控層交換機(jī)上,對(duì)站內(nèi)四遙數(shù)據(jù)進(jìn)行采集上送后臺(tái)和調(diào)度,并實(shí)現(xiàn)遙控功能。間隔層智能通訊接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)同繼電保護(hù)裝置及各智能設(shè)備的接口通訊,將部分沒有直接接入測(cè)控裝置的信號(hào)通過通訊采集上送站控層。3兩個(gè)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(jī)的空閑串口與NS2000監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)主機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的RS-232串口通訊線纜。在此鏈路上傳輸?shù)倪b測(cè)數(shù)據(jù)400點(diǎn),遙信數(shù)據(jù)2500點(diǎn),因此通訊協(xié)議結(jié)合實(shí)際情況決定采用應(yīng)用成熟的標(biāo)準(zhǔn)DISA遠(yuǎn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)了真正的雙機(jī)雙通道配置,完全能滿足穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸。設(shè)備連接方式見圖2。3.2遠(yuǎn)動(dòng)站和國(guó)/站a/bDF1800監(jiān)控系統(tǒng)兩臺(tái)前置主機(jī)互為熱備用;NS2000監(jiān)控系統(tǒng)兩臺(tái)遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)也互為熱備用。正常情況下,遠(yuǎn)動(dòng)工作站A和B同時(shí)接受前置機(jī)A發(fā)送過來的數(shù)據(jù),此時(shí),前置主機(jī)A作為主機(jī)運(yùn)行的時(shí)候,前置主機(jī)B作為前置主機(jī)A的熱備用。遠(yuǎn)動(dòng)工作站A為主、遠(yuǎn)動(dòng)工作站B為備運(yùn)行的時(shí)候,遠(yuǎn)動(dòng)工作站A除了和前置主機(jī)A交換數(shù)據(jù)的同時(shí),還要完成與調(diào)度端的遠(yuǎn)動(dòng)通訊;遠(yuǎn)動(dòng)工作站B作為遠(yuǎn)動(dòng)工作站A的熱備用。當(dāng)前置主機(jī)A出現(xiàn)故障時(shí),DF1800系統(tǒng)將自動(dòng)切換到前置主機(jī)B,此時(shí)新系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)情況的變化進(jìn)行處理數(shù)據(jù),遠(yuǎn)動(dòng)工作站A為主、遠(yuǎn)動(dòng)工作站B為備運(yùn)行的時(shí)候,遠(yuǎn)動(dòng)工作站A自動(dòng)切換至備用鏈路,接收前置主機(jī)B發(fā)送的數(shù)據(jù),遠(yuǎn)動(dòng)工作站A除了和前置主機(jī)B交換數(shù)據(jù)的同時(shí),還要完成與調(diào)度端的遠(yuǎn)動(dòng)通訊;遠(yuǎn)動(dòng)工作站B作為遠(yuǎn)動(dòng)工作站A的熱備用。當(dāng)前置主機(jī)A、B正常工作時(shí),如果遠(yuǎn)動(dòng)工作站A發(fā)生故障,NS2000系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切至遠(yuǎn)動(dòng)工作站B工作,依然可保證與前置主機(jī)A、B進(jìn)行數(shù)據(jù)通信,同時(shí)能完成與調(diào)度端的遠(yuǎn)動(dòng)通訊。從前述三種情況可以看出,不管前置主機(jī)A或B和遠(yuǎn)動(dòng)工作站A或B處于什么運(yùn)行狀態(tài),兩系統(tǒng)之間都互不影響,前置主機(jī)和遠(yuǎn)動(dòng)工作站都有一個(gè)共同點(diǎn):只有處于主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)才對(duì)外發(fā)送數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)動(dòng)工作站A和B不僅可以根據(jù)自身的運(yùn)行狀況自動(dòng)進(jìn)行主從切換運(yùn)行,而且它們根據(jù)前置機(jī)A和B傳輸過來的兩路通道數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷,對(duì)正常有效的數(shù)據(jù)通道報(bào)文進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,對(duì)異常無效的數(shù)據(jù)通道報(bào)文進(jìn)行丟棄。這樣就可以保證將正確的數(shù)據(jù)上送后臺(tái)和調(diào)度端。3.3ns200系統(tǒng)監(jiān)控方式采取上述通訊方式,對(duì)通訊接口進(jìn)行調(diào)試,報(bào)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(duì)發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)。DF1800系統(tǒng)前置主機(jī)作為子站端,向NS2000系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)工作站發(fā)送所有采集到的遙測(cè)、遙信數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)動(dòng)工作站將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的形式向監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。在NS2000系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器中將DF1800系統(tǒng)作為一個(gè)裝置考慮,單獨(dú)建立數(shù)據(jù)庫(kù),但對(duì)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(chǔ)、顯示、計(jì)算、轉(zhuǎn)發(fā)都可以按NS2000標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行,從運(yùn)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(duì)于遠(yuǎn)動(dòng)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(yuǎn)動(dòng)機(jī)中的發(fā)送表就可靈活配置全部的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)。從運(yùn)行角度看,使用NS2000系統(tǒng)已經(jīng)能全面監(jiān)控變電站運(yùn)行狀況;從調(diào)度角度看,聯(lián)接唯一的遠(yuǎn)動(dòng)裝置能接收全站的遠(yuǎn)動(dòng)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(duì)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(jī)發(fā)送的全站的開關(guān)刀閘位置信息,因此可實(shí)現(xiàn)全站所有操作的五防邏輯。對(duì)于間隔層五防功能來說,間隔層測(cè)控裝置的五防邏輯配置比較繁瑣,實(shí)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(yuǎn)動(dòng)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(cè)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(jìn)行,測(cè)控的五防邏輯也需要跟著更新調(diào)試試驗(yàn),為了保證五防邏輯的準(zhǔn)確性,必須按施工的具體進(jìn)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(jìn)度的深入,NS2000系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)將分階段進(jìn)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(cè)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(gè)間隔的新設(shè)備,則使用該間隔的新數(shù)據(jù)。未上新設(shè)備的間隔,全部使用老數(shù)據(jù)。當(dāng)新設(shè)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(tái)以太網(wǎng)絡(luò)及兩臺(tái)服務(wù)器保持原有工作狀態(tài),兩套監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行,以NS2000監(jiān)控系統(tǒng)為主,新系統(tǒng)上