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華能濟寧電廠的升壓站始建于上世紀七十年代，包括220KV、110KV、35KV三個電壓等級。采用的是48V弱電選測、選控系統，由于該系統設備整體老化嚴重，改造前經常發生直流接地現象，運行存在較多的安全隱患，曾發生過絕緣擊穿誤合、斷開關的現象，嚴重地威脅著電廠的安全生產，而且一旦發生故障檢查起來非常困難，備品備件也很難購買。為了提高設備的健康水平，保障我廠的安全生產，2003年6月至2004年5月期間，將原系統進行了全面改造，新安裝了一套監控及微機五防系統，該系統現在運行良好。

1  升壓站概況

濟寧電廠共有六臺機組，六臺主變壓器連接在三個電壓等級的母線上，220KV有8臺斷路器，110KV有12臺斷路器，35KV有10臺斷路器，斷路器操作均為弱電選控操作，一個電壓等級的斷路器公用一套48V弱電選控回路，由于系統整體絕緣老化，經常發生弱電直流接地故障，嚴重影響了安全生產。220KV的刀閘均為電動操作，設有刀閘模擬屏，可實現遠控操作，五防閉鎖為電氣回路閉鎖，因運行時間長，經常發生因輔助接點接觸不良而影響電氣操作及解除部分閉鎖的情況。110KV及35KV的刀閘均為手動操作，除部分安裝有機械閉鎖系統外，還安裝有一套五防閉鎖模擬屏，整套系統存在有五防閉鎖邏輯不嚴密等隱患，不能有效杜絕運行人員誤操作的發生。

2  監控系統介紹

基于以上原因，我廠決定對原來的弱電系統進行改造。經過詳細的方案論證，最終選擇了南瑞繼保公司的RCS-9700綜合自動化系統。

2.1 整體方案

升壓站內原有三個保護室及一個主控制室，相距較遠，通過設計方案比較，最終確定在保護室內分別安裝監控屏，在主控制室設工程師站，把監控裝置采集的現場信息分別通過光纖上送至工程師站，工程師站把采集到的數據進行處理后再送至監控微機，這樣就避免了從現場向主控制室敷設大量的二次電纜，減少了工作量及費用。

2.2 監控裝置配置

根據升壓站內的不同開關單元，我們選擇了不同的測控裝置。單獨的斷路器單元選用的是RCS-9705A裝置，可完成開關的同期操作及開關單元的監測工作；公用設備的測控選用的是RCS-9702A裝置，雙母PT及保護室內的一些公用裝置（母差及過流切機裝置）的信號均可接入該裝置；35KV的線路的電磁型保護結合改造全部更換為保護測控一體的RCS-9612B裝置；主變壓器的測控選用的是RCS-9703A裝置，可實現對變壓器油溫及分接頭位置等等的監測。各監控裝置在各自電壓等級的保護室內單獨組屏。

為解決在監控系統的微機出現問題時無法操作的問題，在監控屏上均安裝有斷路器就地操作按鈕，緊急情況下，通過使用微機五防的電腦鑰匙，可以實現斷路器的跳合閘操作。

2.3 通信系統

由于測控裝置均安裝在磁場較強的升壓站內，為提高整個系統的抗干擾能力，在保護室內使用的是抗干擾能力較強的WorldFip現場總線，現場監控裝置信息經過RCS-9782智能網關收集后，將電信號轉換為光信號經光纜上送至工程師站，工程師站內的光HUB將光信號轉換為電信號，經RCS-9881裝置轉換后送至三臺監控微機及五防系統微機，整個站內的信息共享。通信網的硬件均為兩套互為備用，正常一套工作，工作網發生故障后，備用通信網自動轉為工作狀態，同時在監控畫面上顯示故障信息，提醒運行人員注意。

2.4 遠動通訊裝置

為實現升壓站信息的上送，在工程師站配置了兩臺RCS-9698D遠動通訊裝置，可以將站內的信息轉發至調度部門，以便調度及時了解升壓站的運行狀況。

2.5 GPS對時系統

為保持整個監控系統的時間一致，在三個保護室及主控制室安裝了4套GPS對時裝置，保證整個系統運行正常。

2.6 微機配置

為方便運行人員監視操作，在主控制室裝設了兩臺高性能的Sun blade 2000作為SCADA微機，分別命名為scada 1、scada 2，配置18英寸液晶顯示器。scada1為主機，scada 2備用，主機出現故障時，系統自動切換至scada 2運行，不影響運行人員的監控。在工程師站內放置了一臺Sun blade 2000微機供繼電保護人員進行系統維護。

2.7 SCADA軟件

監控系統的軟件有Windows和Unix兩種版本可選，Unix系統的病毒少，系統穩定性高，因此我們選擇了Unix版本。運行監視畫面的基本操作和Windows系統相同，只是在初期建立數據庫和系統調試時比較麻煩，維護人員需要了解一些Unix操作系統的常用命令，不如Windows系統方便。但整個系統建成以后穩定性較好，維護工作量很小，系統不容易出現問題。

2.8 工作電源

正常運行時監控系統由廠用電源和UPS電源同時供電，中間設聯絡開關，任一路電源故障時不會影響整個系統的正常運行。

3、“五防”閉鎖系統

為防止運行操作人員在現場操作過程中發生五種惡性事故，專門配備了一套北京南瑞公司的WFBX微機防誤閉鎖系統。該系統由“五防”微機、電腦鑰匙、編碼鎖組成，從軟硬件兩方面對操作進行閉鎖。系統與監控系統之間實現如圖1所示的信息共享。

  圖1

根據預先編寫的“五防”規則，由“五防”微機來判斷運行人員的操作是否正確，正確時則允許操作，否則閉鎖遙控微機的指令輸出，同時提醒運行人員正確的操作。微機“五防”系統可以適時反應現場設備工作狀態，不需要運行人員干預，操作完畢后只需將電腦鑰匙放回通訊座即可自動傳回現場數據，同時可以打印操作票，非常受運行人員的歡迎。

考慮到“五防”閉鎖系統的重要性，一旦主控制室的監控微機發生故障，運行人員需要到就地進行手動操作，在就地安裝了五防閉鎖編碼片，只有現場設備的編碼與電腦鑰匙對應起來，電腦鑰匙才能將操作回路接通，允許運行人員操作，從而防止運行人員走錯位置誤操作。

圖2是隔離開關的五防閉鎖示意圖，CK為轉換開關，正常斷開操作回路，需要進行操作時接通，可以防止接點絕緣不好時隔離開關誤分合。正常操作時由監控機遙控JK1、JK2來完成，操作是否正確由五防微機控制。就地操作時，須用電腦鑰匙接通五防閉鎖編碼片DS1、DS2，通過HA、FA按鈕操作。

   圖2

在正常運行時，運行人員的任何操作均受到“五防”系統的驗證，只有合法的操作才被允許進行。在極特殊的情況下，運行人員可以在監控系統微機上暫時解除“五防”閉鎖。

五防系統的微機放在監控系統微機的旁邊，可供運行人員進行操作預演并將操作票下傳至電腦鑰匙，同時打印出操作票。

4、改造過程

在2003年6月至2004年5月間，利用秋檢和春檢的停電機會，對原來老廠的設備進行了改造。三期擴建的兩臺135MW的機組的升壓站部分也接入了監控系統，整個改造工程在繼電保護班全體人員的共同努力之下，歷時約一年順利完成。

5、運行狀況

監控系統改造工作完成以后，整個系統運行正常，軟硬件均沒有發生過問題，五防系統也經歷過了多次倒母線操作，防誤閉鎖功能較完備，運行人員普遍反映較好。以前經常發生的弱電直流系統接地現象也沒有了，減少了維護的工作量。

6、結論

升壓站監控系統改造完成后，站內設備的監視和操作方式與改造前有了一個質的飛躍，設備的安全穩定運行有了可靠的保障，運行事實表明改造是成功的。