500kV变电站综合自动化系统技术改造分析

摘 要：近年来，我国变电站的规模逐渐扩大，其变电站综合自动化系统的监控数据也不断增多。由于软件、硬件性能上的不足，已经难以适应、配合变电站运行监控工作的运行。因此，改造、优化变电站综合自动化系统，有利于提高操作的可控性，实现安全、高效的运行模式。本文将立足于技术改造的智能化分析、过程管理和改造风险控制等几个方面，为500kV变电站综合自动化系统的技术改造提供新的思路和建议。

关键词：变电站；综合自动化系统；技术改造；智能化

中图分类号：TM76 文献标识码：A

随着信息化时代的到来，数据采集、自动控制等技术日益成熟，推动了变电站建设与发展的技术革新，进一步实现了变电站运行的资源优化配置、有利于降低运行维护成本，提高效率指标。与此同时，国家电网对变电站的建设提出了“坚强、智能”的要求，基于变电站关键技术和过程控制进行综合自动化系统的技术改造是十分必要的。

一、500kV变电站的基本现状

就目前现状来看，我国的500kV变电站所使用的一次设备类型较为简单，在接线方式和典型设计上具有一定差距，且智能化投入比例较少。在二次设备的使用类型上主要包括3种，即常规保护+RTU监视模式、常规保护+计算机监控模式、数字化保护+智能监控系统模式。具体而言，常规保护+RTU监视模式的应用主要用于早期未完成计算机监控模式改造的变电站，其运行时间较长，但由于技术性较差、控制室空余屏位缺乏，大量使用长电缆、信号电缆，因此直流接地问题较多。而常规保护+计算机监控模式是现阶段变电站主要使用的类型，但是在主变、母差保护的配置上不足，不利于常规模式的改造。数字化保护+智能监控系统模式是基于DL/T860技术体系设计研发的，具有3层两网（站控层、间隔层、过程层，MMS网络和GOOSE网络）的配置，具有智能化功能。与此同时，该系统采用直采直跳的方式，且控制小室面积小，能够普遍地应用于光缆传输量测、信号控制等，扩展性较强。

二、技术改造工程中的运行监控

在变电站综合自动化技术改造的过程中，满足变电站正常运行所需的基本监视和控制，确保变电站安全、稳定的运营是改造实践的基本要求。首先，计算机网络控制具有数据共享的优势，在技术改造的过程中采用新旧系统并行运行的方式能够保证变电站的基本监视和控制。具体而言，在改造过程中不退出旧系统的运行，并通过站内监控网络的集线器接入CSC-2000V2版新系统控制网络，并采集监控网络内的数据完成系统的调试工作，如图1所示。其次，在改造的过程中需要对站内监控的网络设备进行更换，此时网络设备所传输的数据将暂时中断。为了减少由于网络更换造成监控数据的缺失，要求运行人员在现场监视设备的运营状态。除此之外，在技术改造的过程中各个间隔的测量控制装备不需要更换，此时测控信息将不受影响。

三、综合自动化改造实施的步骤与方法

在自动化系统技术改造的过程中需要做好准备工作，包括材料和工具的准备、设备配置和技术协议是否相一致，配件齐全，以及技术人员的技术能力检查等。在新设备的安装前需要对网络切换的顺序进行落实，按流程进行。在调试过程中需要用交换机组建独立的调试网络，其中一台电脑需安装旧的监控系统，另一台电脑安装模拟软件，逐步模拟遥信变位，核查新旧系统的反应是否无障碍。此外，制定过渡方案，明确新旧系统之间联接界面，避免不兼容造成的系统错误是十分必要的。

新旧系统并列运行前，需要将间隔的遥控把手切换到就地位置，遥控回路所有出口压板退出。在运行的过程中，通过各个间隔停电对遥控量进行验证。当需要对某一间隔进行控制时，需要将把手切换至远处，与相应遥控出口压板投入。新系统在对各个间隔进行遥控前需要对监控装置断电，进行遥控对点操作。在遥控对点无误的情况下再对新系统进行控制，防止意外情况发生。当全部间隔对点连接无异常后，方可对旧系统进行全面地拆除。值得一提的是，每个改造阶段需要制定实施方案，明确工作范围和步骤，对重难点问题进行分析，从而保证工作效率。

四、综合自动化系统的数据转换及正确性验证

CSC-2000综合自动化系统采用Microsoft的Visal Fox Pro数据库，而新系统采用的则是Sun的Oracle数据库，因此两大数据库在运行过程、数据库结构和字段的定义方面有所差异。如果数据库不能对上述问题进行正确地转换，将造成新系统的运行错误，引发系统故障。针对Visal Fox Pro数据库和Oracle数据库编写转换程序，在系统技术改造的过程中对数据库进行转变，并对转换后的系统进行验证检测，是解决该问题的首要步骤。

为了避免数据库数据有误和缺失等问题，进行数据库的正确性验证是否重要。通过模拟程序保证系统数据的正确性，对比遥测量、遥控量和遥信量，核对新旧系统的后台变化情况，能对转换后的数据进行有效地分析。但是，由于模拟程序本身对部分数据无法模拟，因此仅依靠模拟程序进行检测仍有部分漏洞，其难度性较大。因此，在数据转换之后需要对全站设备进行停电对点、现场数据的校对工作，并对一次设备和二次设备的监控数据进行核实，保证现场数据和后台数据的一致性，减少安全隐患。

最后，我们将对改造后系统的稳定性进行验证。具体而言，即针对500kV变电站综合自动化系统的检测画面的制作和监控程序的功能、数据的核对等方面进行补充和改善。采用双系统运行模式，有利于保证供电的稳定。对于改造后的综合自动化系统，仍需与旧系统并行运行一段时间，从而检测新系统的稳定性。防止由于系统隐藏问题引发的故障，无法对变电站设备进行监视与控制。其次，运行操作人员需要对新综合自动化系统进行细致地学习和了解，掌握新的运行技术，提高自身技能。

五、变电站智能化改造应用

变电站智能化改造需要坚持“向典型设计靠拢”的原则，与此同时，优化主接线和相关设备配置。在改造的过程中需要结合变电站扩建、改建工程的实际情况，全面贯彻寿命周期管理理念，遵循科学进步的要求，实现不同类型设备之间的技术兼容。全寿命周期管理理念要求我们提高工程改造的效益，在系统规划的前提下，进行设计、制造、安装、运行和维修几大环节，且降低改造成本，进行技术经济的综合性分析。除此之外，降低项目风险，兼顾技术进步，在设备的选型和施工方案上进行严格把关，有利于过程的优化。

智能化改造的目标应在结合电网运行方式的情况下，调节好接线配置，避免多次重复改造，降低成本。自动化系统应该建立一体化的智能平台，采用数字化、网络化的新科技，减少电缆的使用量。此外，支持大容量数据的实时传输，包括在线智能分析，程序化操作和一体化调控，有利于完善电网运行。其改造的关键点在于一次主接线优化和一次设备智能化改造。由于500kV网架出线少，在考虑供电可靠性需求时需要设置500kV出线及主变进线隔离开关和220kV旁路母线，且二次接线相对复杂。但是，现阶段200kV以上的电压等级配电装置已经形成了多环形供电，因此由于停电、检修造成母线解环的机率十分低，故而对变电站的影响较小。与此同时，智能组件是智能化改造的重要方面，包括断路器控制箱、变压器冷却系统汇控柜、有载调压开关控制器等，科学地改变组合架构，能够提高灵活性。

结语

500kV变电站综合自动化系统技术改造有效地提高了系统运行的可靠性和稳定性，在硬件性能和维护上面具有较好的优化，系统结构也进行了新的调整，包括设备数量和二次接线等。与此同时，改造后的自动化系统提高了信息传递的速度，在故障排查方面也更为便捷，完善了自动化系统的通信网络，对于该行业而言具有重要意义。

参考文献

[1]陈晓捷.泉州500kV变电站综合自动化系统改造的设计探讨[J].福建建设科技，2012（9）：73-74.

[2]李俊堂，廖海龙. 500kV变电站综合自动化系统技术改造分析[J].湖南电力，2012（10）：313-314.

[3]汤弋，王汇. 500kV双河变电站监控系统综合自动化改造设计[J].华中电力，2010（10）：157.