1、重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計摘 要本論文介紹了油房變電站微機綜合自動化改造升級總體方案，重點和難點，以及對數(shù)據(jù)通信、五防閉鎖、通信網(wǎng)絡(luò)等方面進行分析并提出改造措施。關(guān)鍵詞：油房，變電站，綜合自動化，升級改造變電站綜合自動化是將變電站的二次設(shè)備經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計，利用先進的計算機技術(shù)、自動化技術(shù)和通信技術(shù)，實現(xiàn)對全變電站的主要設(shè)備和輸配電線路的自動監(jiān)視、測量、控制和微機保護，以及與調(diào)度通信等綜合性的自動化功能。本文就聚龍電力油房變電站綜合自動化升級改造的主要內(nèi)容進行分析并提出改造方案和措施。重慶涪陵聚龍電力有限公司油房變電站最初設(shè)計為110kv變電站，于2008年5月投運，隨著涪陵經(jīng)濟建設(shè)

2、速度加快，在投運不久后，該站從原110kv擴建升級為220kv樞紐變電站，規(guī)模為24個110Kv間隔，12個220kv間隔，目前該站正進行施工，對微機綜合自動化系統(tǒng)提出了精心準備、合理改造、穩(wěn)定運行的技術(shù)要求，本文就該站微機綜合自動化升級改造的重點、難點及方案進行分析。1 油房變介紹1.1規(guī)模電壓等級：220kv/110kv/35kv/10kv；主變壓器：最終3×240MVA（220kv）+2×31.5MVA（110kv），三相三線圈有載調(diào)壓變壓器；220kv：采用管母分相中型屋外配電裝置，電氣主接線為雙母線接線，斷路器單列布置，遠期出線 8回，本期2回；110kv：采用管

3、母分相中型屋外配電裝置，電氣主接線為雙母線帶旁母接線，斷路器單列布置，遠期出線 18回，已建成7回，本期3回；35kv： 采用單母線分段接線，屋內(nèi)布置，出線6回；10kv出線： 采用單母線分段接線，出線12回；10kv電容器：6×7.5 Mvar（新建戶外框架式電容器）+4×2.4 Mvar（已建戶內(nèi)集合式電容器）；變電站采用計算機監(jiān)控方式，已投運的110kv部分采用南瑞城鄉(xiāng)產(chǎn)品，整個變電站建設(shè)完工后將采用南瑞繼保的監(jiān)控系統(tǒng)替代南瑞城鄉(xiāng)的監(jiān)控系統(tǒng)。1.2綜合自動化油房變原采用南瑞城鄉(xiāng)電網(wǎng)公司的綜合自動化設(shè)備，除線路光纖保護采用南瑞繼保公司的RCS941B保護裝置，其余保護和

4、測控裝置均使用南瑞城鄉(xiāng)的裝置，后臺監(jiān)控系統(tǒng)采用南瑞城鄉(xiāng)DSA-401系統(tǒng)。擴建的220kv變電站綜合自動化設(shè)備由南瑞繼保提供，但采用了大量的其他廠家設(shè)備，如:220kv線路光差保護裝置由國電南自提供；油龍南、北線路保護裝置由許繼電氣提供；110kv母差保護由深圳南瑞提供；電能采集由廣州科立提供；故障錄波由太原同創(chuàng)提供等，采用大量廠家的設(shè)備，增大了集成難度。2 綜合自動化升級改造的總體思想由于油房原110kv站采用南瑞城鄉(xiāng)的DSA-401后臺監(jiān)控系統(tǒng)，升級擴建的220kv站定為南瑞繼保的RCS9000后臺監(jiān)控系統(tǒng)，為保持變電站監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一性，我司決定將南瑞城鄉(xiāng)后臺去掉，由南瑞繼保進行全面升級改

5、造。2.1 必須遵循以下原則2.1.1升級過程中新舊監(jiān)控系統(tǒng)在相當一段時間內(nèi)共同存在，必須保證兩系統(tǒng)之間有可靠的物理斷開點。2.1.2必須保證監(jiān)控系統(tǒng)在組態(tài)調(diào)試期間對現(xiàn)已運行的設(shè)備發(fā)出誤指令，確保帶電設(shè)備正常運行。2.1.3 盡可能的減少停電范圍和停電次數(shù)。2.2 綜合自動化升級改造主要內(nèi)容2.2.1進一步改善數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。2.2.2提高綜合自動化設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。2.2.3完善綜合自動化防誤閉鎖措施。2.2.4健全變電站與集控站及調(diào)度中心通訊。2.2.5加強設(shè)備故障防范、減少風險的相關(guān)措施。2.2.6進一步提高變電站計算機網(wǎng)絡(luò)安全能力。2.3升級改造步驟2.3.1綜合自動化系統(tǒng)改造前期

6、，對已投運的原110kv部分含#1主變、旁路、母聯(lián)、油天南北線路、10kv開關(guān)柜、35kv開關(guān)柜等設(shè)備仍采用南瑞城鄉(xiāng)系統(tǒng)進行監(jiān)控操作。2.3.2 對擴建110kv（含油龍線、油清線、#4，#5主變）間隔在完成一次設(shè)備安裝及二次電纜接線條件下，使用南瑞繼保監(jiān)控系統(tǒng)進行組態(tài)調(diào)試。2.3.3 逐步用南瑞繼保監(jiān)控系統(tǒng)替代南瑞城鄉(xiāng)監(jiān)控系統(tǒng)，完成整個110kv部分的監(jiān)控轉(zhuǎn)換。2.3.4 待220kv設(shè)備安裝完畢后，將其納入整個監(jiān)控系統(tǒng)。3 升級改造重點和難點及解決方案油房變電站在電鋁公司電網(wǎng)中的重要性決定其不可能在經(jīng)常全站停電的系統(tǒng)工況下進行微機綜合自動化系統(tǒng)升級改造工作，必然是一個舊系統(tǒng)逐步退出運行，新

7、系統(tǒng)逐步投入運行的復(fù)雜過程，其升級改造過程中的主要難點包括：3.1 新老系統(tǒng)如何安全的逐步退出和投入（詳見主接線）。變電站存在原110kv部分間隔帶電運行，新增110kv間隔正在施工的問題，原110kv部分使用南瑞城鄉(xiāng)監(jiān)控系統(tǒng)，新增110kv間隔將采用南瑞繼保監(jiān)控系統(tǒng)并取代城鄉(xiāng)系統(tǒng)，如何避免盡量少停電以及盡可能的減少停電次數(shù)，保證已投運間隔正常帶電運行。3.1.1 現(xiàn)狀與運行方式油房變1Y-11Y為原建110kv間隔，12Y-18Y以及#4、#5主變間隔為擴建間隔。在貴州電源未引入油房變時，現(xiàn)該站電源通過白塔從白塔變引入，#1主變運行，通過天原、天原向天原化工公司供電（天原間隔由原9Y、10Y

8、遷移而來，其后臺監(jiān)控由南瑞城鄉(xiāng)提供，現(xiàn)9Y、10Y為龍橋、龍橋間隔）。3.1.2實施方案待8Y-11Y及#4、#5主變間隔一次設(shè)備安裝和二次接線完成后，用一后臺機開始組態(tài)調(diào)試，首先完成上述間隔的傳動試驗、保護試驗；其次開展、母聯(lián)、旁路及中堡灣間隔的監(jiān)控改造接入；最后全站停電，將#1主變、4Y、5Y、17Y、18Y間隔接入監(jiān)控系統(tǒng)。根據(jù)上述方案，在實施計算機監(jiān)控系統(tǒng)改造升級過程全站只需要一次停電，盡量減少了重要用戶-天原化工的停電次數(shù)，將雙方的經(jīng)濟損失減少到最低。3.2 進一步改善計算機監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)3.2.1監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀現(xiàn)油房110kv變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用南京南瑞城鄉(xiāng)公司的監(jiān)控后臺，站控層網(wǎng)

9、絡(luò)結(jié)構(gòu)為單以太網(wǎng)，站控層配有兩臺監(jiān)控主機，互為備用；間隔層按間隔電氣單元配置測控裝置，通過兩臺通訊管理機與與站控層相連。油房變使用的保護測控裝置品種較多，有南瑞城鄉(xiāng)、南瑞繼保、許繼電氣、深圳南瑞、廣州科立、山東科匯、山西同創(chuàng)等多個廠家設(shè)備，特別是南瑞繼保后臺系統(tǒng)與南瑞城鄉(xiāng)測控裝置的通信存在較大問題，現(xiàn)對常用的幾種內(nèi)部數(shù)據(jù)通信網(wǎng)方式進行比較。3.2.2.串行總線和現(xiàn)場總線方式數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是構(gòu)成變電站自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，自動化通信模式在邏輯結(jié)構(gòu)上可以分為4個層次，即過程層、間隔層、通信控制層和站控層。僅在通信控制層和站控層間采用高速網(wǎng)絡(luò)通信。在其他層次之間仍采取RS232和RS485或現(xiàn)場總線。這

10、種模式可以快速實現(xiàn)變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信、有效提高通信的實時性，且成本低廉，因此，現(xiàn)在仍被部分變電站使用，但是其缺點也是顯而易見的，當間隔層設(shè)備數(shù)量和種類過多時，通信控制器將成為通信瓶頸，使通信效率降低、通信故障率增加，通信控制器故障時會造成全站信息無法監(jiān)控。具體而言：3.2.1.1 RS485串行總線總線為主從結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)上只能有一個主節(jié)點，主節(jié)點繁忙時，可能嚴重影響到系統(tǒng)的性能，系統(tǒng)可靠性差。總線上各I/O單元之間的橫向通信仍需經(jīng)過站級計算機進行，數(shù)據(jù)通信方式是命令式，從接點只有在收到主節(jié)點的命令后才能響應(yīng)，一些重要的變位信息不能及時上傳，致使系統(tǒng)靈活性、實時性差，以及網(wǎng)絡(luò)的糾錯能力差。由于RS4

11、85總線性能的種種局限性，目前僅在少數(shù)的110kv變電站以下使用。3.2.1.2 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線作為智能設(shè)備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)接點的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進一步構(gòu)成自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)基本控制計算補償、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控制一體化的綜合自動化功能。現(xiàn)有常用的總線由AN、LONWORKS、FF、PROFIBUS、WORDFIP、HART等。另外，一些有實力的廠家還使用自己特定的網(wǎng)絡(luò)總線(如ELIN公司的SMI現(xiàn)場總線、南瑞公司采用的F-NET現(xiàn)場總線、ABB公司采用的SPA現(xiàn)場總線等)。現(xiàn)場總線的缺點是總線電纜支路斷線將導(dǎo)致支路癱瘓，這是現(xiàn)場總線制造商必須研究

12、解決的問題之一。另外，由于各變電站的通信網(wǎng)絡(luò)不統(tǒng)一，不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品之間無法實現(xiàn)信息傳遞和溝通，性能類似的設(shè)備很難直接實現(xiàn)相互替換。同時，通信網(wǎng)絡(luò)的多樣性導(dǎo)致通信規(guī)約繁多，給用戶設(shè)備選型、系統(tǒng)集成、運行維護帶來很多不便。3.2.1.3 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正被引入變電站自動化系統(tǒng)過程層的采集、測量單元和間隔層保護、控制單元中，構(gòu)成了基于網(wǎng)絡(luò)控制的分步式變電站自動化系統(tǒng)，以太網(wǎng)具有可靠性高，通信速度塊，互聯(lián)及開放性能好，擴展性好等諸多優(yōu)點。采用雙網(wǎng)雙設(shè)備冗余方式，通過間隔層設(shè)備直接上網(wǎng)實現(xiàn)變電站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)通信。在這種通信模式中變電站自動化系統(tǒng)在邏輯上分為三個層次，即過程層、間隔層和站控層。由于沒有通信控

13、制層，因此減少了通信冗余，提高了通信效率，更降低了通信故障的發(fā)生率，對于那些不具備網(wǎng)絡(luò)接口的間隔層設(shè)備（如一些保護裝置、智能電度表等）可通過RCS232/RCS485或現(xiàn)場總線連接在一起，借助一個具有嵌入式以太網(wǎng)接口的通信管理單元（如保護管理機、智能設(shè)備接口機等），將其作為一個間隔層網(wǎng)絡(luò)接點連接到以太網(wǎng)上。這種通信結(jié)構(gòu)層次少，通信故障率低，因此，在綜合自動化系統(tǒng)的高速通信網(wǎng)絡(luò)種得以廣泛應(yīng)用。3.2.3計算機監(jiān)控系統(tǒng)的改造方案通過上述幾種通信網(wǎng)絡(luò)的分析，考慮到油房220kv變電站網(wǎng)絡(luò)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，計算機監(jiān)控系統(tǒng)將原單網(wǎng)改造為雙以太網(wǎng)，原110kv部分維持單網(wǎng)結(jié)構(gòu)（裝置只具備1各以太網(wǎng)

14、口），本期新增110kv部分納入新建網(wǎng)絡(luò)。站控層新增一套遠動工作站，采集全站遠動信息送往即將建成的調(diào)度集控中心。3.2.3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機監(jiān)控系統(tǒng)分為兩部分：站控層和間隔層，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為開放式分層、分布式結(jié)構(gòu)。站控層為全站設(shè)備監(jiān)視、測量、控制、管理的中心，通過屏蔽雙絞線與間隔層相連。間隔層按不同電壓等級和電氣間隔單元，集中布置于繼電器室內(nèi)，在站控層及網(wǎng)絡(luò)失效的情況下，仍能獨立完成監(jiān)測和控制功能。3.2.3.2網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)站控層網(wǎng)絡(luò)為以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議為TCP/IP協(xié)議，負責站控層各個工作站之間和來自間隔層的全部數(shù)據(jù)的傳輸和訪問請求，站控層網(wǎng)絡(luò)按雙網(wǎng)配置。間隔層網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，經(jīng)通訊接口處理后接入

15、站控層以太網(wǎng)。以南瑞繼保的RCS9882構(gòu)成站控層A網(wǎng)和站控層B網(wǎng)以及保護信息及故障錄波網(wǎng)C網(wǎng)，以RCS9882構(gòu)成間隔層A網(wǎng)、間隔層A網(wǎng)和間隔層C網(wǎng)。間隔層設(shè)備如RCS943A（線路保護裝置）、RCS9705C（線路測控裝置）、RCS9821CS（站用變保護測控裝置）、RCS9702C（10kv母線及公用測控裝置）、RCS9848（壓頻控制）、RCS915A（母線保護裝置）、RCS978E（主變保護裝置）、RCS238A（母聯(lián)保護）等保護測控裝置直接連接到間隔層網(wǎng)絡(luò)上，其他廠家的保護測控裝置如許繼電氣的WXH8421(線路保護)、國電南自的PRC8876(線路保護)通過RCS9794保護通信

16、管理機接到間隔層網(wǎng)絡(luò)上。而后，由間隔層網(wǎng)接到站控層網(wǎng)。對于新增的10kv開關(guān)室過程層設(shè)備RCS9611CS保護測控裝置接至獨立的間隔層A網(wǎng)和B網(wǎng)，然后在傳至站控層網(wǎng)。原南瑞城鄉(xiāng)110kv的監(jiān)控系統(tǒng)由南瑞城鄉(xiāng)的管理機和南瑞繼保的保護通訊管理機連接，然后由保護通訊管理傳至站控層網(wǎng)。（附：油房220kv變電站網(wǎng)絡(luò)圖）3.3 進一步提高系統(tǒng)的電磁抗干擾能力變電站自動化系統(tǒng)抗干擾問題，亦即所謂的電磁兼容非常重要，是保證變電站自動化系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。3.3.1 合理的隔離和屏蔽進入自動化裝置設(shè)備的模擬量和開過量與一次設(shè)備要進行必要的隔離和屏蔽，并在二次回路布線時，考慮隔離，減少互感耦合，避免干擾由

17、互感耦合浸入。特別是在進行網(wǎng)線布放時，要求網(wǎng)線必須穿鍍鋅管，進一步提高電磁抗干擾能力。3.3.2 合理可靠的接地為保證變電站人員和電氣設(shè)備安全，全站電氣設(shè)備均應(yīng)有可靠的接地，站區(qū)主接地網(wǎng)的接地電阻必須符合相關(guān)規(guī)定。油房站址位于一緩丘向南東傾斜的斜坡上，站址范圍全部為灰?guī)r，土壤電阻率高，大約在1000.M以上（規(guī)定500.M為高土壤電阻率）。原110kv部分建設(shè)時，由于設(shè)計原因接地網(wǎng)施工完成后，接地電阻在4以上，遠遠大于規(guī)定的變電站接地電阻不超過1的指標，在擴建時充分考慮到地形復(fù)雜的原因，邀請多家專業(yè)防雷接地公司進行現(xiàn)場踏勘，提出技術(shù)方案，最終確定全站增加大量的垂直和水平接地模塊并配以降阻劑，然

18、后將擴建部分的接地網(wǎng)和原接地網(wǎng)并聯(lián)在一起，整個變電站最終的接地電阻值為0.98，基本滿足變電站接地要求。3.4 進一步加強綜合自動化防誤閉鎖措施“五防”閉鎖裝置應(yīng)具備“五防”功能：即防止誤分、誤合斷路器；防止帶負荷拉合隔離開關(guān)；防止帶電掛接地線（合接地刀閘）；防止帶地線（接地刀閘）合斷路器（隔離開關(guān)）；防止誤入帶電間隔。目前為實現(xiàn)變電站的防誤操作閉鎖功能，新建或改造變電站，常采用以下兩種方案：方案1：配置獨立于監(jiān)控系統(tǒng)的專用微機“五防”系統(tǒng)方案2：監(jiān)控系統(tǒng)與“五防”系統(tǒng)一體化 3.4.1專用微機“五防”系統(tǒng)方案專用微機“五防”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖此方案有完整的全站閉鎖，遠方操作時通過專用微機“五防”

19、系統(tǒng)實現(xiàn)全站的防誤操作閉鎖功能，就地操作時則由電腦鑰匙和鎖具來實現(xiàn)，同時在受控設(shè)備的操作回路中串接本間隔的閉鎖回路。專用微機“五防”系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)共享采集的各種實時數(shù)據(jù)，不獨立采集信息。此方案是目前的主流方案，普遍應(yīng)用于全國各電壓等級的變電站，因其可靠性、便捷性、先進性得到用戶的好評。3.4.1.1. 方案特點(1)完整的“五防”解決方案設(shè)獨立的微機五防系統(tǒng)，由五防主機實現(xiàn)全站設(shè)備操作的防誤閉鎖。遠方操作采用微機防誤系統(tǒng)中遙控閉鎖裝置的閉鎖接點實現(xiàn)防誤閉鎖，就地操作時則由微機防誤系統(tǒng)的電腦鑰匙和鎖具來實現(xiàn)防誤閉鎖。遠方和就地操作都具有強制性防止電氣誤操作措施，完全滿足防止電氣誤操作安全管

20、理規(guī)定的要求。在集控站中可以方便地與站端的獨立五防系統(tǒng)進行連接，實現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)的防誤功能。（2）高可靠性微機防誤閉鎖系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)是兩個相對獨立的系統(tǒng)，分工明確，系統(tǒng)的安全性得到保證。對于多個設(shè)備同時操作的要求，可實現(xiàn)多任務(wù)并行操作的方式，提高運行人員工作效率。微機防誤閉鎖系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)共享設(shè)備狀態(tài)信息，雙通信通道各自啟動自己的執(zhí)行終端，兩個系統(tǒng)執(zhí)行終端接點串聯(lián)。無操作任務(wù)時，即使監(jiān)控系統(tǒng)因軟、硬件故障或干擾影響，使其操作終端開出，都不會形成誤操作，實現(xiàn)了強制閉鎖，操作可靠性極高。（3）操作方便系統(tǒng)的獨立帶來了極為方便的操作，無論何種運行方式，操作始終簡便。（4）售后服務(wù)保障五防廠家直接與用戶溝

21、通，所配防誤裝置質(zhì)量、功能有保證。五防廠家配有專業(yè)的調(diào)試與售后隊伍，產(chǎn)品的安裝質(zhì)量、售后服務(wù)有保障。升級方便，無論是監(jiān)控后臺還是五防廠家的程序版本、鎖具等單元進行升級換代時，只需對自身做產(chǎn)品做出調(diào)整，不會影響到其它系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.4.2 監(jiān)控系統(tǒng)與“五防”系統(tǒng)一體化方案監(jiān)控系統(tǒng)與“五防”系統(tǒng)一體化結(jié)構(gòu)示意圖該方案將“五防”主機與監(jiān)控機合二為一，有效利用計算機資源，易于實現(xiàn)信息共享。但目前極少的監(jiān)控廠家能自己提供電腦鑰匙與鎖具，絕大部分為外購專業(yè)“五防”廠家設(shè)備，在技術(shù)上及應(yīng)用上難免出現(xiàn)一些問題。3.4.2.1 方案問題（1）無法實現(xiàn)完整“五防”利用計算機監(jiān)控裝置實現(xiàn)“五防”功能的基礎(chǔ)，必須是

22、變電站一次設(shè)備具有完備的電氣閉鎖，而在實際運行中，并不是所有設(shè)備都具備電動操作和相應(yīng)的電氣閉鎖功能，以致出現(xiàn)無法獲取如地線、網(wǎng)門等手動操作設(shè)備的狀態(tài)信息，防誤邏輯判斷條件不全等情況，不能實現(xiàn)完整的“五防”閉鎖。計算機監(jiān)控系統(tǒng)制造廠與專業(yè)的防誤閉鎖裝置廠在設(shè)計思路上各自為政，導(dǎo)致計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的防誤閉鎖功能部分缺失，安全隱患極大。（2）可靠性不高遠方操作閉鎖接點和遙控接點由同一個測控單元提供，仍存在不安全因素。計算機監(jiān)控系統(tǒng)的防誤功能與其操作功能由同一電腦系統(tǒng)構(gòu)成，電腦系統(tǒng)的安全性無法得到可靠的保證。（3）操作不方便設(shè)備檢修就地人工操作時，需監(jiān)控系統(tǒng)配合進行傳動試驗，操作不方便。修改防誤邏輯后

23、的驗收工作非常繁瑣，往往需做傳動試驗。監(jiān)控系統(tǒng)主要功能為監(jiān)視和遙控操作，增加防誤功能后，主接線圖必須增設(shè)地線樁和網(wǎng)柜門等一次設(shè)備，整個接線圖變得異常復(fù)雜、臃腫，而且看起來不直觀。（4）運行維護問題系統(tǒng)升級不方便，當五防廠家的程序版本、鎖具等單元進行升級換代時，監(jiān)控系統(tǒng)廠家必須做出相應(yīng)調(diào)整升級，影響到監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。計算機監(jiān)控系統(tǒng)中的防誤功能不能作為獨立的防誤操作裝置來選型，監(jiān)控廠家往往從成本考慮選擇價格低廉的“五防”系統(tǒng)，質(zhì)量得不到保證，導(dǎo)致防誤裝置的選型、設(shè)計脫節(jié)，功能不完善，運行維護不便。根據(jù)上述兩方案的分析比較，我司在升級改造中確定采用珠海優(yōu)特的五防系統(tǒng)，五防系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)通過

24、RS485進行通信。3.5 逐步健全變電站與集控站及調(diào)度中心通訊3.5.1外部通信現(xiàn)狀重慶涪陵聚龍電力有限公司目前已建成龍橋110kv變電站，在建油房220kv變電站，擬新建清溪110kv開關(guān)站、石塔110kv變電站、園區(qū)110kv變電站，正準備建設(shè)調(diào)度集控中心。按公司電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，電鋁公司將形成以油房-龍橋-清溪3變電站為主的三角形骨干網(wǎng)絡(luò)，輻射建成其它終端變電站。站與站之間全部采用光纖通信，與調(diào)度集控中心采用光纖通訊。油房220kv變電站為我司樞紐變電站，擔負著向其它變電站提供可靠電源的重要功能，與其它變電站的通信采用光纖通信，與涪陵電力股份公司調(diào)度目前只有市話通信。為此，油房變與調(diào)度集控

25、中心的通訊顯得特別重要。3.5.2常規(guī)通信方式分析在現(xiàn)有的綜合自動化系統(tǒng)中，通道故障率相當高。目前，通信方式有載波、光纖、通訊電纜、一點多址等多種，但大部分站端與調(diào)度集控中心之間的通訊方式只有一種通訊方式，而且目前所有站端的通訊主機均為單機系統(tǒng)，若通訊主機出現(xiàn)死機或通道故障，所有信息將無法上傳。另外，目前變電站綜合自動化系統(tǒng)中使用的傳輸規(guī)約種類繁多，各公司的產(chǎn)品使用的標注不統(tǒng)一，系統(tǒng)互聯(lián)和互操性差。無論是站內(nèi)不同廠家設(shè)備之間還是在和遠方調(diào)度的連接中，由規(guī)約轉(zhuǎn)換問題引起的軟件編程成為實際工程調(diào)試量最大的項目，即耗費人力物力，運行維護也不方便，是目前自動化技術(shù)發(fā)展的一大問題。3.5.3 擬采用的通

26、訊方式分析3.5.3.1 采用雙前置機雙傳輸通道通訊方式為了提高內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的通信速率，需要對總線及相應(yīng)通信設(shè)備進行冗余配置。對外部網(wǎng)絡(luò)同樣需要對前置機進行冗余配置，這樣運行主通道有故障中斷時，可以及時切換到備用通道，可保證整個系統(tǒng)真正意義上的雙重化，在主通道建設(shè)上，力爭建設(shè)高速通道，尤其是2M通道建設(shè)，減少通道延時故障。在備用通道建設(shè)上，根據(jù)部頒要求及城網(wǎng)改造規(guī)劃，應(yīng)建不同方式、不同介質(zhì)的第二通訊通道，可以考慮在實現(xiàn)光纖聯(lián)網(wǎng)后，保留數(shù)字載波作為備用通道，也可以適當租用電信通道作為備用通道。3.5.3.2 做好傳輸規(guī)約標準化和變電站通道網(wǎng)絡(luò)建設(shè)相比，數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約統(tǒng)一標準化要求更為迫切，只有做到傳輸

27、規(guī)約和網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一，才能實現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備的互換性，這對于制造廠和用戶都是非常有利的，具體的措施有：（1）推廣使用現(xiàn)有成熟通信規(guī)約。目前，在變電站和調(diào)度中心之間應(yīng)推廣使用101規(guī)約，該規(guī)約為調(diào)度端和站端之間的信息傳輸制定了標準；在變電站內(nèi)部應(yīng)使用103規(guī)約，該規(guī)約為繼電保護和間隔層設(shè)備與變電站層設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信傳輸規(guī)定了標準；電能量計量計費系統(tǒng)應(yīng)使用102規(guī)約。上述規(guī)約按照非平衡式和平衡式傳輸遠動信息的需要制定，完全能滿足電力系統(tǒng)中各種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，得到了廣泛的應(yīng)用。2）適當進行IEC618520規(guī)約的推廣。IEC618520是變電站（RTU或者變電站自動化系統(tǒng)）到控制中心的唯一通信協(xié)

28、議，也是變電站自動化系統(tǒng)甚至過程到控制中心的唯一的通信協(xié)議。該標準使變電站自動化設(shè)備具有自描述、自診斷和即插即用的特性，極大的方便了系統(tǒng)的集成，降低了變電站自動化系統(tǒng)的工程費用，提高變電站自動化系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行水平。3.6 加強設(shè)備故障防范、減少風險的相關(guān)措施3.6.1設(shè)備現(xiàn)狀目前，已投運的110kV部分綜合自動化系統(tǒng)的后臺監(jiān)控主機選用的是DELL商用機，其CPU風扇、硬盤風扇等旋轉(zhuǎn)設(shè)備和插拔式內(nèi)存條結(jié)構(gòu)，故障發(fā)生率較高，已多次出現(xiàn)過顯示屏黑屏、主機死機等故障，為運行操作和檢修工作帶來極大不便。3.6.2 改造措施3.6.2.1 對設(shè)備進行必要的更換將設(shè)備升級為采用標準化、模塊化、組合化，可伸

29、縮性強的標準化工控機，采用研華科技生產(chǎn)的標準化工控機，減少設(shè)備故障發(fā)生率，提高設(shè)備安全運行時間。3.6.2.2 對設(shè)備進行必要的監(jiān)測設(shè)備是系統(tǒng)組合的核心，得力的監(jiān)測措施可以有效防范設(shè)備故障風險，減少設(shè)備維修費用。在監(jiān)測方案中應(yīng)考慮對設(shè)備層監(jiān)控（包括開關(guān)油量、絕緣實時監(jiān)測等）以及對間隔層監(jiān)控（如裝置狀態(tài)、電源、環(huán)境等輔助監(jiān)測系統(tǒng)等）。主要的監(jiān)測方法有：（1）利用聲光信號進行監(jiān)控和告警：聲光監(jiān)控是一種最易實現(xiàn)也是最經(jīng)濟實惠的方法。發(fā)生事故后，自動化單元動作并發(fā)出事故信號，通過計算機及時發(fā)出語言或聲光報警。（2）增加攝像頭；使監(jiān)控人員對變電站的狀況進行更為直觀、全面的監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常情況。（

30、3）完善遠程圖像監(jiān)控系統(tǒng)：目前。變電站圖像遠方監(jiān)視技術(shù)已作為“第五遙”引入到變電站無人值守系統(tǒng)中，用以及時地監(jiān)視設(shè)備的運行狀態(tài)并進行有效控制。綜合自動化站中，可以根據(jù)“遙視”信息判斷開關(guān)遙控操作是否執(zhí)行順利。“遙視”功能還能在變電站發(fā)生事故時，自動啟停錄像設(shè)備，實現(xiàn)事故時圖像的自動記憶，捕捉現(xiàn)場發(fā)生事故過程的相關(guān)記錄，以獲得分析事故所需的寶貴資料。圖像監(jiān)控系統(tǒng)可以同消防保安等設(shè)備相聯(lián)系，并設(shè)有報警聯(lián)動措施，真正實現(xiàn)變電站的無人值班。（4）運用成像儀診斷設(shè)備運行狀況：現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)只能監(jiān)視設(shè)備的外部及周圍環(huán)境，在被監(jiān)視設(shè)備發(fā)生嚴重情況下（如起火冒煙、外部變形等）報警，無法預(yù)測設(shè)備的隱形故障。紅外

31、線成像儀在電腦上就可以根據(jù)圖像顏色的深淺判斷出該位置的溫度，并將其保存到磁盤上，由電腦對設(shè)備的異常情況進行自動判斷。一旦發(fā)生事故，也可以自動記錄下設(shè)備的事故圖像，記憶捕捉事故的經(jīng)過，以獲取分析事故時所需的第一手資料。成像儀還可以和防火、防盜保安系統(tǒng)聯(lián)系起來，使變電站真正實現(xiàn)無人值。3.7進一步提高變電站計算機網(wǎng)絡(luò)安全能力根據(jù)我司電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃，我司電網(wǎng)最終要實現(xiàn)無人值班變電站調(diào)度自動化系統(tǒng)。如果由于網(wǎng)絡(luò)的安全原因引起開關(guān)誤動、拒動、保護定值參數(shù)的錯誤更改、自動化信息紊亂等，將給電網(wǎng)和變電站的安全穩(wěn)定運行帶來嚴重威脅，甚至引發(fā)災(zāi)難性事故。特別是調(diào)度自動化系統(tǒng)和變電站綜合自動化網(wǎng)絡(luò)進程的加快，變電站

32、計算機網(wǎng)絡(luò)的安全問題顯得日益突出。3.7.1變電站計算機網(wǎng)絡(luò)安全需求變電站的計算機網(wǎng)絡(luò)安全需求包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全和網(wǎng)絡(luò)信息安全兩個方面。其中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全表現(xiàn)為：系統(tǒng)對外來破壞具有健壯性，對操作人員不規(guī)范操作具有預(yù)防性，以及系統(tǒng)自身信息具有封閉性；網(wǎng)絡(luò)信息安全表現(xiàn)為：數(shù)據(jù)的完整性、合法性、訪問安全性、可控性和不可否認性。3.7.2變電站計算機網(wǎng)絡(luò)安全威脅變電站網(wǎng)絡(luò)安全威脅主要來自變電站所連接的外部網(wǎng)絡(luò)。不管變電站內(nèi)部組網(wǎng)方式如何，通過網(wǎng)絡(luò)化的遠東通道對變電站構(gòu)成的安全威脅總是存在。這些威脅主要包括一下內(nèi)容：截獲：非法獲取變電站與其他系統(tǒng)之間傳輸?shù)男畔⒓白冸娬揪W(wǎng)絡(luò)中存儲的信息。信息截獲盡管不會影響信息的傳輸，但往往是變電站網(wǎng)路系統(tǒng)遭受安全侵害的第一步。中斷：使變電站內(nèi)部或與其他系統(tǒng)之間的通信中斷，使調(diào)度主站無法了解變電站的運行工況，主站的調(diào)度命令也無法正確執(zhí)行。篡改：更改變電站與其他系統(tǒng)之間傳輸?shù)男畔ⅲ拐{(diào)度主站得到錯誤的運行工況，威脅電網(wǎng)的安全運行。如果篡改的是遙控命令、修改定值命令等，更有可能造成嚴重后果。偽造：偽造“合法”信息發(fā)往調(diào)度主站或變電站，可能造成與篡改信息類似的后果。惡意程序：包括計算機的各種病毒，將嚴重影響變電站自動化系統(tǒng)運行的正確性、實時性和可靠性，并且可能使運行程序癱瘓。權(quán)限管理不當：包括權(quán)限的級別設(shè)置