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華能濟(jì)寧電廠的升壓站始建于上世紀(jì)七十年代，包括220KV、110KV、35KV三個(gè)電壓等級(jí)。采用的是48V弱電選測(cè)、選控系統(tǒng)，由于該系統(tǒng)設(shè)備整體老化嚴(yán)重，改造前經(jīng)常發(fā)生直流接地現(xiàn)象，運(yùn)行存在較多的安全隱患，曾發(fā)生過(guò)絕緣擊穿誤合、斷開(kāi)關(guān)的現(xiàn)象，嚴(yán)重地威脅著電廠的安全生產(chǎn)，而且一旦發(fā)生故障檢查起來(lái)非常困難，備品備件也很難購(gòu)買。為了提高設(shè)備的健康水平，保障我廠的安全生產(chǎn)，2003年6月至2004年5月期間，將原系統(tǒng)進(jìn)行了全面改造，新安裝了一套監(jiān)控及微機(jī)五防系統(tǒng)，該系統(tǒng)現(xiàn)在運(yùn)行良好。

1  升壓站概況

濟(jì)寧電廠共有六臺(tái)機(jī)組，六臺(tái)主變壓器連接在三個(gè)電壓等級(jí)的母線上，220KV有8臺(tái)斷路器，110KV有12臺(tái)斷路器，35KV有10臺(tái)斷路器，斷路器操作均為弱電選控操作，一個(gè)電壓等級(jí)的斷路器公用一套48V弱電選控回路，由于系統(tǒng)整體絕緣老化，經(jīng)常發(fā)生弱電直流接地故障，嚴(yán)重影響了安全生產(chǎn)。220KV的刀閘均為電動(dòng)操作，設(shè)有刀閘模擬屏，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控操作，五防閉鎖為電氣回路閉鎖，因運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，經(jīng)常發(fā)生因輔助接點(diǎn)接觸不良而影響電氣操作及解除部分閉鎖的情況。110KV及35KV的刀閘均為手動(dòng)操作，除部分安裝有機(jī)械閉鎖系統(tǒng)外，還安裝有一套五防閉鎖模擬屏，整套系統(tǒng)存在有五防閉鎖邏輯不嚴(yán)密等隱患，不能有效杜絕運(yùn)行人員誤操作的發(fā)生。

2  監(jiān)控系統(tǒng)介紹

基于以上原因，我廠決定對(duì)原來(lái)的弱電系統(tǒng)進(jìn)行改造。經(jīng)過(guò)詳細(xì)的方案論證，最終選擇了南瑞繼保公司的RCS-9700綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。

2.1 整體方案

升壓站內(nèi)原有三個(gè)保護(hù)室及一個(gè)主控制室，相距較遠(yuǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)方案比較，最終確定在保護(hù)室內(nèi)分別安裝監(jiān)控屏，在主控制室設(shè)工程師站，把監(jiān)控裝置采集的現(xiàn)場(chǎng)信息分別通過(guò)光纖上送至工程師站，工程師站把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后再送至監(jiān)控微機(jī)，這樣就避免了從現(xiàn)場(chǎng)向主控制室敷設(shè)大量的二次電纜，減少了工作量及費(fèi)用。

2.2 監(jiān)控裝置配置

根據(jù)升壓站內(nèi)的不同開(kāi)關(guān)單元，我們選擇了不同的測(cè)控裝置。單獨(dú)的斷路器單元選用的是RCS-9705A裝置，可完成開(kāi)關(guān)的同期操作及開(kāi)關(guān)單元的監(jiān)測(cè)工作；公用設(shè)備的測(cè)控選用的是RCS-9702A裝置，雙母PT及保護(hù)室內(nèi)的一些公用裝置（母差及過(guò)流切機(jī)裝置）的信號(hào)均可接入該裝置；35KV的線路的電磁型保護(hù)結(jié)合改造全部更換為保護(hù)測(cè)控一體的RCS-9612B裝置；主變壓器的測(cè)控選用的是RCS-9703A裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器油溫及分接頭位置等等的監(jiān)測(cè)。各監(jiān)控裝置在各自電壓等級(jí)的保護(hù)室內(nèi)單獨(dú)組屏。

為解決在監(jiān)控系統(tǒng)的微機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)無(wú)法操作的問(wèn)題，在監(jiān)控屏上均安裝有斷路器就地操作按鈕，緊急情況下，通過(guò)使用微機(jī)五防的電腦鑰匙，可以實(shí)現(xiàn)斷路器的跳合閘操作。

2.3 通信系統(tǒng)

由于測(cè)控裝置均安裝在磁場(chǎng)較強(qiáng)的升壓站內(nèi)，為提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力，在保護(hù)室內(nèi)使用的是抗干擾能力較強(qiáng)的WorldFip現(xiàn)場(chǎng)總線，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控裝置信息經(jīng)過(guò)RCS-9782智能網(wǎng)關(guān)收集后，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)經(jīng)光纜上送至工程師站，工程師站內(nèi)的光HUB將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)RCS-9881裝置轉(zhuǎn)換后送至三臺(tái)監(jiān)控微機(jī)及五防系統(tǒng)微機(jī)，整個(gè)站內(nèi)的信息共享。通信網(wǎng)的硬件均為兩套互為備用，正常一套工作，工作網(wǎng)發(fā)生故障后，備用通信網(wǎng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為工作狀態(tài)，同時(shí)在監(jiān)控畫(huà)面上顯示故障信息，提醒運(yùn)行人員注意。

2.4 遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置

為實(shí)現(xiàn)升壓站信息的上送，在工程師站配置了兩臺(tái)RCS-9698D遠(yuǎn)動(dòng)通訊裝置，可以將站內(nèi)的信息轉(zhuǎn)發(fā)至調(diào)度部門(mén)，以便調(diào)度及時(shí)了解升壓站的運(yùn)行狀況。

2.5 GPS對(duì)時(shí)系統(tǒng)

為保持整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的時(shí)間一致，在三個(gè)保護(hù)室及主控制室安裝了4套GPS對(duì)時(shí)裝置，保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常。

2.6 微機(jī)配置

為方便運(yùn)行人員監(jiān)視操作，在主控制室裝設(shè)了兩臺(tái)高性能的Sun blade 2000作為SCADA微機(jī)，分別命名為scada 1、scada 2，配置18英寸液晶顯示器。scada1為主機(jī)，scada 2備用，主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換至scada 2運(yùn)行，不影響運(yùn)行人員的監(jiān)控。在工程師站內(nèi)放置了一臺(tái)Sun blade 2000微機(jī)供繼電保護(hù)人員進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。

2.7 SCADA軟件

監(jiān)控系統(tǒng)的軟件有Windows和Unix兩種版本可選，Unix系統(tǒng)的病毒少，系統(tǒng)穩(wěn)定性高，因此我們選擇了Unix版本。運(yùn)行監(jiān)視畫(huà)面的基本操作和Windows系統(tǒng)相同，只是在初期建立數(shù)據(jù)庫(kù)和系統(tǒng)調(diào)試時(shí)比較麻煩，維護(hù)人員需要了解一些Unix操作系統(tǒng)的常用命令，不如Windows系統(tǒng)方便。但整個(gè)系統(tǒng)建成以后穩(wěn)定性較好，維護(hù)工作量很小，系統(tǒng)不容易出現(xiàn)問(wèn)題。

2.8 工作電源

正常運(yùn)行時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)由廠用電源和UPS電源同時(shí)供電，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，任一路電源故障時(shí)不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3、“五防”閉鎖系統(tǒng)

為防止運(yùn)行操作人員在現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中發(fā)生五種惡性事故，專門(mén)配備了一套北京南瑞公司的WFBX微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)由“五防”微機(jī)、電腦鑰匙、編碼鎖組成，從軟硬件兩方面對(duì)操作進(jìn)行閉鎖。系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)如圖1所示的信息共享。

  圖1

根據(jù)預(yù)先編寫(xiě)的“五防”規(guī)則，由“五防”微機(jī)來(lái)判斷運(yùn)行人員的操作是否正確，正確時(shí)則允許操作，否則閉鎖遙控微機(jī)的指令輸出，同時(shí)提醒運(yùn)行人員正確的操作。微機(jī)“五防”系統(tǒng)可以適時(shí)反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài)，不需要運(yùn)行人員干預(yù)，操作完畢后只需將電腦鑰匙放回通訊座即可自動(dòng)傳回現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)可以打印操作票，非常受運(yùn)行人員的歡迎。

考慮到“五防”閉鎖系統(tǒng)的重要性，一旦主控制室的監(jiān)控微機(jī)發(fā)生故障，運(yùn)行人員需要到就地進(jìn)行手動(dòng)操作，在就地安裝了五防閉鎖編碼片，只有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的編碼與電腦鑰匙對(duì)應(yīng)起來(lái)，電腦鑰匙才能將操作回路接通，允許運(yùn)行人員操作，從而防止運(yùn)行人員走錯(cuò)位置誤操作。

圖2是隔離開(kāi)關(guān)的五防閉鎖示意圖，CK為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，正常斷開(kāi)操作回路，需要進(jìn)行操作時(shí)接通，可以防止接點(diǎn)絕緣不好時(shí)隔離開(kāi)關(guān)誤分合。正常操作時(shí)由監(jiān)控機(jī)遙控JK1、JK2來(lái)完成，操作是否正確由五防微機(jī)控制。就地操作時(shí)，須用電腦鑰匙接通五防閉鎖編碼片DS1、DS2，通過(guò)HA、FA按鈕操作。

   圖2

在正常運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行人員的任何操作均受到“五防”系統(tǒng)的驗(yàn)證，只有合法的操作才被允許進(jìn)行。在極特殊的情況下，運(yùn)行人員可以在監(jiān)控系統(tǒng)微機(jī)上暫時(shí)解除“五防”閉鎖。

五防系統(tǒng)的微機(jī)放在監(jiān)控系統(tǒng)微機(jī)的旁邊，可供運(yùn)行人員進(jìn)行操作預(yù)演并將操作票下傳至電腦鑰匙，同時(shí)打印出操作票。

4、改造過(guò)程

在2003年6月至2004年5月間，利用秋檢和春檢的停電機(jī)會(huì)，對(duì)原來(lái)老廠的設(shè)備進(jìn)行了改造。三期擴(kuò)建的兩臺(tái)135MW的機(jī)組的升壓站部分也接入了監(jiān)控系統(tǒng)，整個(gè)改造工程在繼電保護(hù)班全體人員的共同努力之下，歷時(shí)約一年順利完成。

5、運(yùn)行狀況

監(jiān)控系統(tǒng)改造工作完成以后，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，軟硬件均沒(méi)有發(fā)生過(guò)問(wèn)題，五防系統(tǒng)也經(jīng)歷過(guò)了多次倒母線操作，防誤閉鎖功能較完備，運(yùn)行人員普遍反映較好。以前經(jīng)常發(fā)生的弱電直流系統(tǒng)接地現(xiàn)象也沒(méi)有了，減少了維護(hù)的工作量。

6、結(jié)論

升壓站監(jiān)控系統(tǒng)改造完成后，站內(nèi)設(shè)備的監(jiān)視和操作方式與改造前有了一個(gè)質(zhì)的飛躍，設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行有了可靠的保障，運(yùn)行事實(shí)表明改造是成功的。