华能济宁电厂升压站监控系统改造

华能济宁电厂的升压站始建于上世纪七十年代，包括220KV、110KV、35KV三个电压等级。采用的是48V弱电选测、选控系统，由于该系统设备整体老化严重，改造前经常发生直流接地现象，运行存在较多的安全隐患，曾发生过绝缘击穿误合、断开关的现象，严重地威胁着电厂的安全生产，而且一旦发生故障检查起来非常困难，备品备件也很难购买。为了提高设备的健康水平，保障我厂的安全生产，2003年6月至2004年5月期间，将原系统进行了全面改造，新安装了一套监控及微机五防系统，该系统现在运行良好。
1 升压站概况
济宁电厂共有六台机组，六台主变压器连接在三个电压等级的母线上，220KV有8台断路器，110KV有12台断路器，35KV有10台断路器，断路器操作均为弱电选控操作，一个电压等级的断路器公用一套48V弱电选控回路，由于系统整体绝缘老化，经常发生弱电直流接地故障，严重影响了安全生产。220KV的刀闸均为电动操作，设有刀闸模拟屏，可实现远控操作，五防闭锁为电气回路闭锁，因运行时间长，经常发生因辅助接点接触不良而影响电气操作及解除部分闭锁的情况。110KV及35KV的刀闸均为手动操作，除部分安装有机械闭锁系统外，还安装有一套五防闭锁模拟屏，整套系统存在有五防闭锁逻辑不严密等隐患，不能有效杜绝运行人员误操作的发生。
2 监控系统介绍
基于以上原因，我厂决定对原来的弱电系统进行改造。经过详细的方案论证，最终选择了南瑞继保公司的RCS-9700综合自动化系统。
2.1 整体方案
升压站内原有三个保护室及一个主控制室，相距较远，通过设计方案比较，最终确定在保护室内分别安装监控屏，在主控制室设工程师站，把监控装置采集的现场信息分别通过光纤上送至工程师站，工程师站把采集到的数据进行处理后再送至监控微机，这样就避免了从现场向主控制室敷设大量的二次电缆，减少了工作量及费用。
2.2 监控装置配置
根据升压站内的不同开关单元，我们选择了不同的测控装置。单独的断路器单元选用的是RCS-9705A装置，可完成开关的同期操作及开关单元的监测工作；公用设备的测控选用的是RCS-9702A装置，双母PT及保护室内的一些公用装置（母差及过流切机装置）的信号均可接入该装置；35KV的线路的电磁型保护结合改造全部更换为保护测控一体的RCS-9612B装置；主变压器的测控选用的是RCS-9703A装置，可实现对变压器油温及分接头位置等等的监测。各监控装置在各自电压等级的保护室内单独组屏。
为解决在监控系统的微机出现问题时无法操作的问题，在监控屏上均安装有断路器就地操作按钮，紧急情况下，通过使用微机五防的电脑钥匙，可以实现断路器的跳合闸操作。
2.3 通信系统
由于测控装置均安装在磁场较强的升压站内，为提高整个系统的抗干扰能力，在保护室内使用的是抗干扰能力较强的WorldFip现场总线，现场监控装置信息经过RCS-9782智能网关收集后，将电信号转换为光信号经光缆上送至工程师站，工程师站内的光HUB将光信号转换为电信号，经RCS-9881装置转换后送至三台监控微机及五防系统微机，整个站内的信息共享。通信网的硬件均为两套互为备用，正常一套工作，工作网发生故障后，备用通信网自动转为工作状态，同时在监控画面上显示故障信息，提醒运行人员注意。
2.4 远动通讯装置
为实现升压站信息的上送，在工程师站配置了两台RCS-9698D远动通讯装置，可以将站内的信息转发至调度部门，以便调度及时了解升压站的运行状况。
2.5 GPS对时系统
为保持整个监控系统的时间一致，在三个保护室及主控制室安装了4套GPS对时装置，保证整个系统运行正常。
2.6 微机配置
为方便运行人员监视操作，在主控制室装设了两台高性能的Sun blade 2000作为SCADA微机，分别命名为scada 1、scada 2，配置18英寸液晶显示器。scada1为主机，scada 2备用，主机出现故障时，系统自动切换至scada 2运行，不影响运行人员的监控。在工程师站内放置了一台Sun blade 2000微机供继电保护人员进行系统维护。
2.7 SCADA软件
监控系统的软件有Windows和Unix两种版本可选，Unix系统的病毒少，系统稳定性高，因此我们选择了Unix版本。运行监视画面的基本操作和Windows系统相同，只是在初期建立数据库和系统调试时比较麻烦，维护人员需要了解一些Unix操作系统的常用命令，不如Windows系统方便。但整个系统建成以后稳定性较好，维护工作量很小，系统不容易出现问题。
2.8 工作电源
正常运行时监控系统由厂用电源和UPS电源同时供电，中间设联络开关，任一路电源故障时不会影响整个系统的正常运行。
3、“五防”闭锁系统
为防止运行操作人员在现场操作过程中发生五种恶性事故，专门配备了一套北京南瑞公司的WFBX微机防误闭锁系统。该系统由“五防”微机、电脑钥匙、编码锁组成，从软硬件两方面对操作进行闭锁。系统与监控系统之间实现如图1所示的信息共享。