35kV变电站综合自动化改造工程

２０１４年第２期　上海电力　３５　ｋＶ变电站综合自动化改造工程　包雯莉　，陈海涛　，朱张涛。　（１．上海交通大学，上海　２００２４０；２．国网上海市电力公司长兴供电公司，上海　２０１３１９）　摘要：变电站数据与调度系统的不实时同步给调度对电网的运行分析、事故判断了解带来困难。以新民变　电站为例，对３５　ｋＶ变电站综合自动化改造概况进行了分析，介绍了３５　ｋＶ变电站综合自动化改造工程范　围、规模、可实现功能以及配置原则，阐述了调度数据网及二次系统的安全防护和调度通信系统，通过变电站　系统的建设和应用表明该系统应用效果，解决了数据不同步的问题，开发了更多的变电站数据分析模拟功能。　关键词：变电站；综合自动化系统；ＲＴＵ；改造工程；通信系统　中图分类号：ＴＭ７１４　文献标志码：Ｂ　０　引言　度系统连接，可谓给变电站综合自动化系统改造　带来了又一新的难题。　变电站的综合自动化装置属于电网的三次设　备，主要用于采集各线路的电流、电压、功率等实　２　变电站综合自动化改造工程范围和规　时数据，监控电网各开关的实时状态，将这些数据　模　通过通信设备、光缆传给电网调控中心，并通过自　变电站综合自动化改造工程涉及长兴电网的　动化主站系统（国网上海长兴供电公司为　各个变电站，按照规划逐步覆盖整个长兴电网，已　ＤＦ８００２型系统）前置机处理直接显示在调度台　有三个变电站改建为综合自动化变电站，两个在　的显示器和模拟屏上。调度员可以随时看到这些　建。以新民变电站为例，本次变电站综合自动化　运行参数和全系统运行方式、潮流图等，还可以立　改造工程更换变电站站内３５　ｋＶ分段充电保护１　刻“看到”开关等设备的事故跳闸情况。通过综合　套、１号电容器保护ｌ套、１０　ｋＶ馈线保护７套、３５　自动化系统，调度可以有效地对管辖内电网的运　ｋＶ母差１套和全站自动化系统１套。并且在站　行状态进行实时的监控或直接对某些开关进行投　内增加调度数据网设备１套。本次改造完成后，　入和切除的操作。自动化系统的采用，使电力系　变电站内能满足三级控制：调度中心远方控制、站　统可以实现最基本的遥测、遥信、遥控、遥调（三　内ＳＣＡＤＡ（数据采集与监视控制系统）控制、后　遥）的功能。　备手动控制。控制优先级可以选择。　ｌ　变电站综合自动化系统改造前概况　改建后３５　ｋＶ断路器的就地控制设备安装　在控制室的保护测控屏上，１０　ｋＶ断路器的就地　改造前，变电站监控模式由原来的保护柜、控　控制设备安装在各自的开关柜上，信号引至综合　制柜、中央信号柜和ＲＴＵ（远方数据终端）远动装　自动化系统。后台主机与站控单元安装于控制室　置组成。变电站无调度数据网，调度平台依靠　内。测控、保护单元可按仓位划分，分散布置于各　ＲＴＵ实现“三遥”功能，所有数据都以调度平台为　个保护测控屏和开关柜内。自动化装置内配置　准，现场没有任何数据存储，综合自动化系统发信　ＵＰＳ（不间断供电系统）和全站时间同步系统。　的数据的准确性与实际的电网数据存在很大偏，　并且在变电站现场无法翻看之前的开关动作情况　３　变电站自动化系统功能和配置原则　或发信数据。２０１３年，国网上海长兴供电公司　自动化系统采用分层分布式结构，由后台主　（下称长兴供电公司）新建了调度大楼，面临整个　机、站控单元、测控单元和保护单元组成。自动化　调度系统的搬迁、转移工作，在调度系统数据搬迁　系统后台主机负责站控级的操作与监视，数据存　前，对整个三次系统进行了调试，同时要将变电站　储，参数的设置及修改，过程数据及事件记录，自　综合自动化系统的数据实时、准确无误地和新调　我监视和检测，开关闭锁逻辑，输出运行报表，并　４１—　上海电力　２０１４年第２期　提供用户开发应用软件的平台。站控单元对测控　单元传送的各个数据进行预处理，一般还包含通　信单元，这是站内及站外通信信息交换的枢纽，负　责与各Ｉ／Ｏ单元的通信，协调对调度端的通信，　进行时间同步等。由于测控单元和站控单元均具　有很强的数据处理功能，而且操作和控制功能主　要由调度端实施，故后台主机拟采用单机运行方　式，具体参数应满足内存≥２５６　ＭＢ，时钟频率≥　２．８　ＧＨｚ，硬盘容量≥８０　ＧＢ，并配容量为２　ＧＢ的　光盘。　４调度数据网及二次系统安全防护　上海电网调度数据网由两级自治域组成，即　由市调、备调、地调节点组成第一、二平面骨干网；　由地调及所辖厂站组成地调接入网；由市调、备　调、中心站和２２０　ｋＶ及以上变电站组成市调接　入网。　上海电网调度数据网通信电路组织的基本原　则如下：　１）市调、备调、地调及中心站骨干节点之间　采用１５５　Ｍ　ＳＤＨ（同步数字体系）光电路互连；　２）各厂站与市调、备调、地调和中心站各骨　干节点之间原则上采用Ｎ×２　Ｍ电路互连，有条　件的可采用１５５　Ｍ链路互连。　根据《电网与电厂计算机监控系统及调度数　据网络安全防护规定》（即《安全防护规定》３０号　令）的有关精神，即根据国家电力安全分区的要　求，一、二区数据（包括调度实时数据、自动化及继　保生产数据等）必须与三、四区的数据（包括办公　ＭＩＳ信息、Ｅ—ｍａｉｌ信息等）隔离分开，一、二区数　据由调度数据专网承载，３５　ｋＶ新民变电站目前　未配置调度数据网及二次系统安防设备，本期改　造工程站内需开列调度数据专网接入路由器设备　１套，二层交换机２台，纵向加密装置１套。　５调度通信系统　目前，上海电网通信传输网络由光纤网络、微　波网络和无线网络组成，其中主干传输网的主要　通信方式为光纤通信和数字微波，其中又以光纤　通信为主。　“十一五”期问，通过上海电力光传输网络扩　容工程、新调度大楼接入系统通信工程等项目，建　成了上海电网ＭＳＴＰ网络。整个网络分为三级　４２　网和四级网，三级网采用骨干层和汇聚层分层结　构，覆盖各级调度、５００　ｋＶ变电站、２２０　ｋＶ变电　站。骨干层选用ＳＴＭ一６４的ＳＤＨ设备，以　ＭＳＴＰ作为大容量骨干平台，承载传输速率为１０　Ｇｂｉｔ／ｓ的信号，由８个站点构成。汇聚层选用　ＳＴＭ—ｌ６的ＳＤＨ设备，以ＭＳＴＰ作为汇聚层的　平台，承载传输速率为２．５　Ｇｂｉｔ／ｓ的信号，由４５　个站点构成，为上海电网提供ＴＤＭ和ＩＰ业务，　是电力公司信息网的核心层。四级网采用区域骨　干层和区域接入层，覆盖各地调及地调所辖１１Ｏ　ｋＶ、３５　ｋＶ变电站。区域骨干层选用ＳＴＭ一１６的　ＳＤＨ设备，接人层全部选用ＳＴＭ一１的ＳＤＨ设　备，传输速率为１５５　Ｍｂ／ｓ，并且在“十二五”通信　规划中，区域接入层将逐步改造成ＳＴＭ一１６的　ＳＤＨ设备。　６　综合自动化系统的应用效果　１）实现多功能。新的变电站综合自动化系　统的主系统为ＤＦ８００３系统，该系统除了具有基　本的ＳＣＡＤＡ实时监控功能，兼有ＤＴＳ（调度员　仿真培训）、ＰＡＳ（高级应用软件）、ＮＡ（网络分析）　等。ＤＴＳ系统能利用ＳＣＡＤＡ系统中采集到的　实时数据，通过教员机进行设置来模拟事故场景，　达到更真实、更有效的事故演练目的。ＰＡＳ中则　包括了诸如网络拓扑、状态估计、负荷预测、调度　员潮流、短路电流计算、电网预警分析等实用且功　能强大的软件，这些高级应用在很大程度上能解　决调度员手工计算时碰到的人手不够、数据不准　确等问题，这些操作均能让计算机“代劳”，提高工　作效率。　２）设备少，节省占地面积。变电站监控模式　由原来的保护柜、控制柜、中央信号柜和ＲＴＵ远　动装置改造为综合自动化变电站，改造后多重功　能可通过一个综合自动化屏来实现，减少了变电　站的占地空间。　３）数据实时同步传输。改造后，变电站内所　有信息都通过自动化系统送至调度，现场后台主　机负责站控级操作与监视，数据存储，参数的设置　修改，过程数据及事件记录，自我监视及检测，开　关闭锁逻辑，输出运行报表。调度平台以往时常　出现的遥控开关变位延时，显示的遥测数据和现　场数据有偏差、数据不齐全等问题都已解决。　４）变电站数据更精确。控制屏的电压电流　２０１４年第２期　上海电力　旧变电站改造工程，通过变电站综合自动化改造，　能够做到变电站数据和调度室数据的实时与统　一数据由原先的指针式估读变成了数字式精确读　书，并且能够详细记录保护动作顺序，使变电站内　能够更准确体现电网的一举一动。　５）调度数据更全面。３５　ｋＶ变电站综合自　，使遥控更为准确，并且能够在变电站综合自动　化系统中存储每一个信号数据，为了今后电网发　生故障时，能够调用实时发信数据和曾经动作信　动化系统使调度新增了三方面数据：消防信号、安・　防系统、ＡＶＣ（自动电压控制），使调度可以监控　到更为详细的电网数据。　号进行分析，为事故信号判断带来便利。　２）３５　ｋＶ变电站综合自动化改造系统较原　先的ＲＴＵ系统设备少（控制屏减少），对于电网　６）系统调试过程中挂标牌识别。３５　ｋＶ变　电站综合自动化系统的主站系统为ＤＦ８００３系　统，它所有设备均为双网同时运行，有两个系统互　为冗余，避免当其中任何一路发生意外时整个系　统崩溃。设备与设备之间需要网线进行连接交　互，由于设备较多，单单网线需要做１５０多根。在　综合自动化系统投运前，由于需要和新建的调度　系统进行衔接，为了规范机房设备维护管理，明确　每一根网线的走向、每一根电源线的标示，调试安　装过程中用一天时间完成了挂牌标签的打印制　作。这样，在新系统投运后带来的问题能够很快　根据标签来识别。　７　结语　１）３５　ｋＶ变电站综合自动化改造工程是老　的监控更为可靠，做到了测控合一。　３）综合自动化系统能够实现多种功能，使电　网的运行分析更为智能化，减少人工成本和分析　数据不够准确地风险。　４）上一代自动化主站系统使长兴各变电站　的无人值班成为现实，并实现了“三遥”的远动传　输。　随着计算机技术和自动化技术的飞速发展，　每一次自动化系统的换代意味着技术的革新，让　电网变得更经济、更安全、更智能。　作者简介：包雯莉（１９８６一），女，本科，主要从事电力调度工　作；陈海涛（１９８２一），男，本科，主要从事电网工程管理工　作；朱张涛（１　９８８一），男，本科，主要从事自动化运行与维护　＿Ｔ－作。　（收稿日期：２０１４－０４—１０）　４３—