２０１１年第１２期 （总第１４８期） 大众科技 ＤＡＺＨＯＮＧ ＫＥ Ｊ Ｎｏ．１２。２０１ １ （Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ Ｎｏ．１ ４８） ２ ２０ｋＶ变电站综自系统改造的过渡方案探讨 其 Ｌ黄凯涛 衡 （广东电网公司广州供电局，广东广州５１０６２０） 【摘要】通过某２２０ｋＶ变电站综自系统改造工程，对系统运行情况进行介绍并提出改造方案，并对改造方案涉及的重要 环节进行分析探讨，最后详细介绍方案的实施过程及注意事项。实践表明，该方案能保证设备运行平稳过渡，确保调度数据的 正常接收。为同类工程提供了较好地实践参考。 【关键词】变电站； 综自改造；管理机选择；远动通道割接 【中图分类号】ＴＭ８３ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１００８—１１５１（２０１１）１２—０１１７－０３ Ｔｈｅ ｄｉｓｃｕｓｓ ｏｆ ２２０ｋＶ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ‘ｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：２２０ｋＶ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｒｅｆｏｒｍ ｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍｓ ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ Ｃａｎ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｍｏｏｔｈ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｈｅｔ ｐｒｏｐｅｒ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｏｆ ｄａｔａ ｒｅｃｅｐｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｋｉｎｄ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ；ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍａｃｈｉｎｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ 为了满足用户对电力发展的需求，变电站也加快了建设 改造的步伐。变电站的改造势必加大综自系统的信息量，信 息量的增加就要考虑运行中的综自系统能否满足改造需求。 综白问题处理的难度；不断的改造和扩建，造成信息量的大 幅增加，较弱的ＣＰＵ性能（运算速度不足）及较小容量的电 子盘（信息点描述不能使用中文字符），硬件上的局限性给运 行维护带来了极大的不便；而广州用地、用电紧张，电网结 构复杂，全站改造不可能一次停电完成，必须采用按间隔逐 步更换的方法对综自系统进行改造。在改造期间，为满足调 度运行监控要求，必须将旧有数据与新数据的进行无缝连接， 并且保证与调度不中断通讯，不误发信息。 对于运行了５年以上的变电站综自系统，硬件、网络结构的 局限性已经很难满足变电站的改造要求，因此，也必须对综 自系统进行改造。 变电站的综自改造工程一般采取的是边改造边运行的方 式，要求在改造过程中不影响调度数据传送。并且改造后可 靠运行、减少日后维护工作难度，本文对某２２０ｋＶ变电站综自 系统改造涉及的重要环节进行了分析探讨，提出了一种可行的、 较为可靠的过渡方案，以确保整个改造工程顺利开展。 ２网络结构及管理机功能分析 ２．１ 改造前综自系统网络结构 改造前综自系统主控层网络采用的是双以太网方式，ＩｈＪ 隔层测控方面采用的是基于ＣＡＮＢＵＳ总线的东方系统专用 ＦＤＫＢＵＳ规约方式，保护方面采用的是基于ＲＳ４８５总线的１０３ １某２２０ｋＶ变电站状况介绍 某２２０ｋＶ变电站的综自系统为东方电子的ＤＦ１７００系列， 于２００３年投产，远动装置主模块采用当时较为流行的ＰＣ１０４ 规约方式，根据运行规模，用于与保护通讯的串口已全部使 用。两路地调数字１０１通道与１０４通道由远动管理机（Ｐ１）负 责连接，两路中调模拟１０１通道由远动及测控管理机（Ｐ２） 负责连接，如图１所示： 高度集成电路模块，使用８Ｍ字节的ＤＲＡＭ和８Ｍ字节的电子 盘…。由于运行年限较长、经过多次的改造扩建，造成间隔 层网络结构复杂，个别保护、测控设备信息需要经过２台通 讯管理机转发才能送至调度，降低可靠运行的同时，也增加 【收稿日期】２０１１—１０一ｌ６ 【作者简介】黄凯涛（１９７６一），男，供职于广东电网公司广州供电局，从事变电站自动化管理。 一ｌ１７。 地调数字Ｔ Ｔ０１０１．２ ｌ ｌ ４通道 ＩＤＶ１７ｌＯＡ＊２（Ｐ１）Ｉ 后台机 ２ ｌ［ＤＦ１７１０Ａ（Ｐ３）Ｉ￣）Ｆ１７１０Ａ＊２（Ｐ２ ————＿Ｊ Ｉ保护管理机ｌｌ 中调 ｓｓ Ｊ Ｈ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ．．．．．．．．．．．一＿Ｊ ＣＡＮ ＢＵＳ。ＢＵＳ 图１ ＤＦ１７００综自系统网络结构图 ＦｉｇｕｒｅＩ．Ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＤＦＩ７００ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｒｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ：表示屏位 ２：表示双配置 ２．２管理机功能分析 ＤＦ１７１０Ａ管理机按功能可分为远动管理机（Ｐ１）、远动及 测控管理机（Ｐ２）、保护管理机（Ｐ３）。作为远动管理机（Ｐ１） 和远动及测控管理机（Ｐ２），都为双机配置，不同的是，Ｐ１ 采用的是主从配置，而Ｐ２采用的是双主配置。 远动及测控管理机（Ｐ２）的主要功能是将所有ＤＦ１７２５ 测控的数据信息，经ＣＡＮ ＢＵＳ总线汇总至处理单元，然后按 需转发至东方系统后台监控、中调及远动管理机（Ｐ１），是集 中调通讯、ＣＡＮ ＢＵＳ接入、转发于一体；保护管理机（Ｐ３） 主要功能是将保护的数据信息，经多路ＲＣＳ４８５总线，汇总至 处理单元，然后按需转发至东方系统后台监控、远动管理机 （Ｐ１）；远动管理机（Ｐ１）主要功能是将远动及测控管理机 （Ｐ２）、保护管理机（Ｐ３）的数据，经汇总处理后，按不同规 约转发至中调及地调。关系如图２所示： 地调系 （ＩＤ：６Ｏ）ｌ ＼ １７１０（Ｐ３ ＤＦＩ７ＩＯＡ 保护管理 （Ｐ２）中调 （ＩＤ：５２） （ＩＤ：５Ｏ） 装置 图２ ＤＦ１７１０Ａ管理机功能图 Ｆｉｇ ２．Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｅｏｍ￣ｎｉｃａｔｉｏｎｍａｎａｇｅ￣ｎｔｍｏｄｕｌｅ ｉｎＤＦ１７１０Ａ ３综自系统改造方案 为了不影响原有综自系统的稳定性，增加一套较为先进 的综自系统，原有管理机全部予以保留，选择其中一组管理 机作为从站接入到新综自系统的数据通信及处理单元中，原 有的后台系统、保护、测控暂时维持现状，经逐步改造完全 接入新综自系统后，原有系统退出运行。新增的综自系统采 用的是北京四方ＣＳＣ２０００综自系统，主控层与间隔层均采用 双以太网结构，传输能力得到增强；远动管理机采用的是 ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５） ，为双机双主配置，接口功能较为强大，规 约适应面广，程序版本升级安全可靠，在本次改造的主要功 能是作为主站与原有的管理机（从站）建立数据通讯，经协 议转换与新综自系统信息合并，再将处理后的信息按不同的 规约发送至各级调度。 ４改造方案分析 ４．１ 管理机连接方式选择 链接方式可选用ＲＳ２３２接口、ＲＳ４８５／４２２接口、以太网方 式。如选用ＲＳ４８５，在ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）侧需增加ＲＳ４８５／４２２转 ＲＳ２３２转换头，增加运行维护的难度，这里不予选择。若采用 以太网方式，需升级ＤＦ１７１０Ａ管理机程序，为了避免升级后 带来的不稳定，按照原有远动的配置，维护的简易情况，这 里选择较为成熟的ＲＳ２３２接口链接方式，通讯波特率设为 ９６００ｂｐｓ。 ４．２管理机选择 功能上，原有的三组管理机都可以与ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）建 立通讯，但为了实现可靠连接，减少接入难度，必须对三组 管理机进行选择。 （１）管理机双机配置原则。管理机必须具备双机配置， 且可以互为备用，提高过渡期间综自系统运行的可靠性，保 护管理机（Ｐ３）不满足双机配置，因此不予考虑。 （２）管理机组态配置改动易简原则。对远动管理机（ｐ１） 和远动及测控管理机（Ｐ２）的组态配置进行分析，如果将远 动及测控管理机（Ｐ２）作为与四方ＣＳＭ３２０Ｅ连接的桥梁，需 增加与保护管理机（Ｐ３）的连接链路，然后重新建立全信息 组态，工作量较大，并且由于信息点无中文标识，在编辑数 据库时非常容易发生错误。远动管理机（Ｐ１）通过以太网将 原有综自系统信息的汇聚，因此信息量完整，用东方终端维 护软件查看远动管理机组态可知，其用于上送地调信息的串 口５与串口６的数据库基本完整，可通过维护软件复制数据 库的方式，在串口７与串口８建立四方远动通讯的转发表， 并对接入协议做些调整，大大减少接入的难度。 （３）管理机位置就近原则。根据４．１选择了ＲＳ２３２的连 接方式，因此对通讯距离要加以，不得超过１５米。由于 远动管理机（Ｐ１）屏位与ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）屏位并排放置，因 此满足串口线的通讯距离。 根据上述原则，选择远动管理机（Ｐ１）最为适合。 ４．３管理机通讯协议选择 通过查看远动管理机（Ｐ１）组态可知，管理机串口５和 串口６作为与地调通讯的接口，设置的传输协议为从站２００２ 版１０１规约，为了在改造后原有串口可作为后各接入，另新 配置的串口也采用从站２００２版１０１规约与ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）通 讯。相应的，ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）也要做规约设置，但由于ＣＳ￣３２０Ｅ （Ｐ５）很少使用主站方式，并且规约库中缺乏对东方从站 ２００２版ｉ０１规约的支持，因此需对ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）的远动版 本进行升级。 一ｌ１８． ４．４接入方式选择 Ｐｌ东方远动屏配置了２台ＤＦ１７１０Ａ主机、２台ＤＦ１７４０Ａ 调制解调装置；Ｐ５四方远动屏配置了２台ＣＳＭ３２０Ｅ主机、３ 台ＭＳＣＲ５０２Ａ通道切换装置。方案～：在２台ＤＦ１７１０Ａ各设置 一个ＲＳ２３２串口，经调制解调装置输出至四方ＣＳＭ３２０Ｅ主机 Ａ的ＲＳ２３２串口，再由主机Ａ经网络送至主机Ｂ，使从机也能 间接实现东方数据的转发，这种方式配置较为简单，实现难 度小，但作为直接转发的远动主机Ａ，整体运行可靠性降低， 只要发生四方主机Ａ串口、软硬件等故障，东方数据即会中 断；方案二：在２台ＤＦ１７１０Ａ各设置２个ＲＳ２３２串口，分别 经２台调制解调装置（这里只使用了数字口）输出至四方 ＭＳＣＲ５０２Ａ双机双通道切换装置，再分别送至四方ＣＳＭ３２０Ｅ双 主机，如图３所示： 图３远动管理机接入方案 Ｆｉｇ．３ Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃ０ｒｆＩｒ帅ｉｃａｔｉ０ｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｍｏｄｕｌｅ 在方案二中，由于２台四方远动为双主模式，可以根据 需要将ＭＳＣＲ５０２Ａ工作模式设置为模式３ （即双主机选择一 路通道发送数据，双主机同时接收一路通道的数据）和模式 ５ （固定路径传输）。选择模式３时，当ＤＦＩ７１０Ａ（主）任意 一串口故障，都不会影响四方远动的数据接收；选择模式５ 时，当数据传输中断或异常，可以很直观的查找出问题所在。 这里选择模式５。改造后的综自网络图如图４所示： 中调 图４改造后的综自系统简图 Ｆｉｇ．４ Ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｖｉｅｗ ｏｆ ｍｄｉｆｉｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｃ０“ ｅ｝郴ｉｖｅ￣ｔｏｍａｔｉｏｎ ５改造方案实施 ５．１远动管理机（Ｐ１）接入ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５） 远动管理机（Ｐ１）可以采取先从后主的顺序进行配置。 配置前需做好远动机配置备份，选取好测控、保护、智能设 一１ｌ９。 备等相同类型节电中的其中一个节点，记录当前运行的部分 遥信、遥测值和检查站内通讯的智能设备通讯情况，作为配 置后的接入核对基准。配置过程中需要注意，增加的串口规 约、通讯模式、波特率、数据位、停止位、校验位参数及组 态信息要与串口５、串口６一致。配置后，双方远动需要通 过各自的维护软件对报文帧进行初步核对，以确认数据信息 正确，无发生信息突变或帧丢失等现象，然后再对照配置前 记录的各项基准进行仔细核对。需要注意的是，在远动管理 机接入（ＰＩ）接入过程中，应做好安全措施防止双机同时断 电。 ５．２远动通道割接 从图１可知，这次割接涉及了５条通道，通道割接过程 中要确保各级调度数据不能发生中断及跳变。首先，须对 ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）按照各级调度的通讯要求配置端口，使ＣＳＭ３２０Ｅ （Ｐ５）具备通道割接条件；其次，割接前和主站进行通讯协 议的确认，以确保主站与子站的通讯协议匹配，并且利用笔 记本电脑对ＣＳＭ３２０Ｅ（Ｐ５）的调度通讯口进行收发模拟，用 查看收发帧的方式，验证各通讯口参数、通讯状态及数据的 正确。为了保证通道的割接不影响调度数据的正常接收，可 以采用逐条割接的方式进行，每次割接不同的通道，必须与 各级调度核对信息。通道割接完后，还必须进行通道切换测 试，切换方式可以在远动装置、通道、主站端进行，目的是 测试切换时数据是否会发生中断、跳变等异常情况。 ６改造后运行效果 通过该方式可以为后期改造工程提供良好的接入平台， 确保了改造过程中不会对原有综自系统造成影响，从而保证 了原有综自信息能够经过平稳过渡，安全可靠地上送至各级 调度，使整个综自改造过渡过程的安全得到了保障。本次综 自改造自２０１０年４月开始现场安装调试，在４月底投运，在 改造的过程中，整个系统并未出现运行异常，所有信号都能 够准确无误地上送，投运后，整体运行情况良好。 ７结语 远动改造方案是灵活多变的，原则是因地制宜，有效选 择，可靠接入。本文提出的变电站自动化系统综自改造的过 渡方案，保证了综自改造过程中，不影响调度数据的正常接 收，也实现了改造后原有数据的平稳过渡、可靠运行，并减 少日后维护工作的难度。这为同类工程提供了较好地实践参 考。 【参考文献】 ［１１烟台东方电子信息产业股份有限公司．ＤＦ１７１０Ａ主处理器 模块使用说明书ｌＭ１，２００１． 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