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[摘 要]本文结合一座城市轨道交通110KV主变电所SCADA系统的改造实践，论述了改造的主要内容、改造后的SCADA系统具备的功能要求以及改造过程中的调试方案，以探索在不影响运营的情况下对110KV主变电所SCADA系统进行改造的可行性。
[关键词]主变电所 SCADA系统 改造 可行性
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0316-01
在城市轨道交通电力监控系统中，随着系统设备的逐渐老化，维护及更新的工作量和费用逐年上升。深圳地铁一期工程城市广场主变电所SCADA系统已运行近十年，在用的通讯管理单元已超过电子设备使用寿命，故障率明显上升，且该型号设备早已停产，其升级产品与现运行的软件无法兼容。通讯管理单元是主变电所的核心部件，若该硬件发生故障无备件更换时将导致全所电力监控系统瘫痪，直接影响供电系统的安全运行。要想从根本上解决该问题，需考虑在不影响运营的情况下对110KV主变电所SCADA系统进行升级改造。改造完成后不但可以提高主变电所SCADA系统设备装备水平，还可以实现维护人员进行远程维护。
一、110KV主变电所SCADA系统改造的主要内容
如下图1所示的系统结构图，SCADA系统改造的主要内容有：
1、将运行的4台通讯管理单元分别更换为FM600-8装置，FM600-8与供电系统及控制中心通讯接口、点表保持不变。总控管理单元1#FM600-8、2# FM600-8与控制中心通讯保持原来的IEC101协议和串口通讯；采集管理单元3# FM600-8、4# FM600-8与供电系统设备的连接重新优化，Ⅰ段保护装置、1#主变测控单元及电度表接至3# FM600-8，Ⅱ段保护装置、2#主变测控单元、温控仪、公用测控单元接至4# FM600-8。
2、更换本地后台监控机，并升级其监控软件版本，后台监控机工程数据库建立时，新数据库必须与原数据库顺序一致；增设两台交换机，重新优化通讯链路，1#FM600-8、2# FM600-8使用双网络、IEC104网络通讯协议与后台监控系统通讯，双网双主机结构，使系统冗余性、抗干扰能力更强，数据上传速度更快。
3、完成本项目所涉及的110kV、35kV各类保护装置和测控装置的现场测试，并与控制中心、后台监控系统进行联调，该项工作是本次改造项目的重点。
4、FM600-8支持网络通讯协议，可增设远程维护通道，维护人员可从控制中心对通讯管理单元和后台监控系统进行远程维护。
二、110KV主变电所SCADA系统改造后具备的功能要求
SCADA系统改造完成后应具备以下功能要求：
1、能对主变电所正常运行和事故情况下的生产过程进行实时监控，实现遥控、遥信、遥测等功能，且技术指标满足原设计标准。
2、具有报警处理、用户权限管理、实时数据记录、历史数据记录、画面显示和打印、事故推图、事件顺序记录、事故追忆、统计报表、自诊断、自恢复及自维护等功能 。
3、具有强大的通讯接口功能，可进行数据采集与处理，完成站内自动化控制功能，向调度传送远动信号与数据，接收调度遥控命令以及其它一些运行管理功能。
4、通讯管理单元实现软硬件分离，即通讯管理单元硬件不能与其软件进行绑定。承包商提供通讯管理单元软件镜像备份及备用存储芯片（附带程序），并向用户开放工程备份程序修改及下装权限，在软件故障时可由SCADA专业人员自行恢复。
三、110KV主变电所SCADA系统改造调试方案
在整个改造项目中，110kV、35kV各类保护装置和测控装置与控制中心、后台监控系统进行联调是重点。改造工程开工前对主变电所各变电设备使用的驱动与FM600-8进行测试，审核主变电所使用的点表，并编制详细的施工调试方案。改造期间在主变电所搭建临时控制中心与临时后台监控机分别和通讯管理单元FM600-8连接，按照分段停电计划将现运行的保护装置、采集装置、测控装置、温控仪、电度表等设备逐一接入FM600-8装置进行调试。
1、110KV设备的调试
如图1所示，110KV设备采集装置D25接入的设备有线路保护L90，主变保护SR745，主变高、低后备保护SEL351A。改造过程中D25与其接入设备之间无任何改动，因此其接入设备的遥信、遥测信号调试可在D25的软件调试窗口采用信号模拟（内部点强制）方式进行，此项工作不影响运营，可在运营期间进行；遥控功能测试需遥控到实际设备，并观察设备的动作情况，其中与供电局的联络开关影响范围较大，建议采取拆D25开出端子，用指针电压表量电压，实际不动作的方法进行，此项工作在非运营期间进行。另外，D25（含2路信号端子）还可以与旧的通讯管理单元保持正常通讯，调试过程中，可将临时控制中心、临时后台监控机的信号与旧SCADA系统进行对比，从而保证信号的准确性。
2、35KV设备的调试
如图1所示，35KV设备含进线柜、出线柜、接地变、动力变、母联开关，其保护装置直接与采集管理单元3# FM600-8、4# FM600-8连接。35KV各设备遥信信号调试在本柜保护装置上进行试验。开入量在本柜实际操作，保护校验用继保仪按实际保护定值加量模拟保护信号，出口压板均退出，同时在模拟中心和后台监控机上核对相应信号是否正确；遥控功能测试需遥控到实际设备，并观察设备的动作情况；遥测信号调试采用继保仪加量，同时在模拟中心和后台监控机上核对相应数据是否正确。所有35KV设备的信号调试只能在非运营期间采用分段接入的方式进行。
3、交直流屏、VQC、380V备自投，电度表调试不影响运营，可在运营期间进行；温控仪的调试只涉及到接地变和动力变，与接地变和动力变一并调试。
调试完毕后对通讯管理机进行固定安装，按工艺要求连接好通讯线；同时更换后台监控机，运行新系统及新的监控软件，在控制中心和后台监控机上确认主变电所SCADA系统运行正常。
四、结束语
本文对深圳地铁城市广场110KV主变电所SCADA系统改造的内容，功能要求及调试方案进行了探索，证实了在不影响运营的情况下对其进行改造的可行性，为其它变电站的SCADA系统改造提供了借鉴。
参考文献
[1] 龙小兰、陈积慧.35KV变电站综合自动化改造方案探讨[J].企业科技与发展，2008年第24期
[关键词]主变电所 SCADA系统 改造 可行性
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0316-01
在城市轨道交通电力监控系统中，随着系统设备的逐渐老化，维护及更新的工作量和费用逐年上升。深圳地铁一期工程城市广场主变电所SCADA系统已运行近十年，在用的通讯管理单元已超过电子设备使用寿命，故障率明显上升，且该型号设备早已停产，其升级产品与现运行的软件无法兼容。通讯管理单元是主变电所的核心部件，若该硬件发生故障无备件更换时将导致全所电力监控系统瘫痪，直接影响供电系统的安全运行。要想从根本上解决该问题，需考虑在不影响运营的情况下对110KV主变电所SCADA系统进行升级改造。改造完成后不但可以提高主变电所SCADA系统设备装备水平，还可以实现维护人员进行远程维护。
一、110KV主变电所SCADA系统改造的主要内容
如下图1所示的系统结构图，SCADA系统改造的主要内容有：
1、将运行的4台通讯管理单元分别更换为FM600-8装置，FM600-8与供电系统及控制中心通讯接口、点表保持不变。总控管理单元1#FM600-8、2# FM600-8与控制中心通讯保持原来的IEC101协议和串口通讯；采集管理单元3# FM600-8、4# FM600-8与供电系统设备的连接重新优化，Ⅰ段保护装置、1#主变测控单元及电度表接至3# FM600-8，Ⅱ段保护装置、2#主变测控单元、温控仪、公用测控单元接至4# FM600-8。
2、更换本地后台监控机，并升级其监控软件版本，后台监控机工程数据库建立时，新数据库必须与原数据库顺序一致；增设两台交换机，重新优化通讯链路，1#FM600-8、2# FM600-8使用双网络、IEC104网络通讯协议与后台监控系统通讯，双网双主机结构，使系统冗余性、抗干扰能力更强，数据上传速度更快。
3、完成本项目所涉及的110kV、35kV各类保护装置和测控装置的现场测试，并与控制中心、后台监控系统进行联调，该项工作是本次改造项目的重点。
4、FM600-8支持网络通讯协议，可增设远程维护通道，维护人员可从控制中心对通讯管理单元和后台监控系统进行远程维护。
二、110KV主变电所SCADA系统改造后具备的功能要求
SCADA系统改造完成后应具备以下功能要求：
1、能对主变电所正常运行和事故情况下的生产过程进行实时监控，实现遥控、遥信、遥测等功能，且技术指标满足原设计标准。
2、具有报警处理、用户权限管理、实时数据记录、历史数据记录、画面显示和打印、事故推图、事件顺序记录、事故追忆、统计报表、自诊断、自恢复及自维护等功能 。
3、具有强大的通讯接口功能，可进行数据采集与处理，完成站内自动化控制功能，向调度传送远动信号与数据，接收调度遥控命令以及其它一些运行管理功能。
4、通讯管理单元实现软硬件分离，即通讯管理单元硬件不能与其软件进行绑定。承包商提供通讯管理单元软件镜像备份及备用存储芯片（附带程序），并向用户开放工程备份程序修改及下装权限，在软件故障时可由SCADA专业人员自行恢复。
三、110KV主变电所SCADA系统改造调试方案
在整个改造项目中，110kV、35kV各类保护装置和测控装置与控制中心、后台监控系统进行联调是重点。改造工程开工前对主变电所各变电设备使用的驱动与FM600-8进行测试，审核主变电所使用的点表，并编制详细的施工调试方案。改造期间在主变电所搭建临时控制中心与临时后台监控机分别和通讯管理单元FM600-8连接，按照分段停电计划将现运行的保护装置、采集装置、测控装置、温控仪、电度表等设备逐一接入FM600-8装置进行调试。
1、110KV设备的调试
如图1所示，110KV设备采集装置D25接入的设备有线路保护L90，主变保护SR745，主变高、低后备保护SEL351A。改造过程中D25与其接入设备之间无任何改动，因此其接入设备的遥信、遥测信号调试可在D25的软件调试窗口采用信号模拟（内部点强制）方式进行，此项工作不影响运营，可在运营期间进行；遥控功能测试需遥控到实际设备，并观察设备的动作情况，其中与供电局的联络开关影响范围较大，建议采取拆D25开出端子，用指针电压表量电压，实际不动作的方法进行，此项工作在非运营期间进行。另外，D25（含2路信号端子）还可以与旧的通讯管理单元保持正常通讯，调试过程中，可将临时控制中心、临时后台监控机的信号与旧SCADA系统进行对比，从而保证信号的准确性。
2、35KV设备的调试
如图1所示，35KV设备含进线柜、出线柜、接地变、动力变、母联开关，其保护装置直接与采集管理单元3# FM600-8、4# FM600-8连接。35KV各设备遥信信号调试在本柜保护装置上进行试验。开入量在本柜实际操作，保护校验用继保仪按实际保护定值加量模拟保护信号，出口压板均退出，同时在模拟中心和后台监控机上核对相应信号是否正确；遥控功能测试需遥控到实际设备，并观察设备的动作情况；遥测信号调试采用继保仪加量，同时在模拟中心和后台监控机上核对相应数据是否正确。所有35KV设备的信号调试只能在非运营期间采用分段接入的方式进行。
3、交直流屏、VQC、380V备自投，电度表调试不影响运营，可在运营期间进行；温控仪的调试只涉及到接地变和动力变，与接地变和动力变一并调试。
调试完毕后对通讯管理机进行固定安装，按工艺要求连接好通讯线；同时更换后台监控机，运行新系统及新的监控软件，在控制中心和后台监控机上确认主变电所SCADA系统运行正常。
四、结束语
本文对深圳地铁城市广场110KV主变电所SCADA系统改造的内容，功能要求及调试方案进行了探索，证实了在不影响运营的情况下对其进行改造的可行性，为其它变电站的SCADA系统改造提供了借鉴。
参考文献
[1] 龙小兰、陈积慧.35KV变电站综合自动化改造方案探讨[J].企业科技与发展，2008年第24期