摘要：由于電力系統(tǒng)的快速發(fā)展對(duì)工廠的配電自動(dòng)化不斷提出更高要求，淘汰技術(shù)落后、老舊產(chǎn)品，提高供電系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性是該工廠配電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要任務(wù)，這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)則體現(xiàn)在配電自動(dòng)化系統(tǒng)的產(chǎn)品升級(jí)與更完善、先進(jìn)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)及系統(tǒng)功能性的增強(qiáng)。

關(guān)鍵字；配電系統(tǒng)；改造；自動(dòng)化系統(tǒng)；優(yōu)化

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，該工廠生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)電力負(fù)荷需求也在不斷擴(kuò)大和發(fā)展，進(jìn)而對(duì)該工廠的配電系統(tǒng)可靠性和配電自動(dòng)化產(chǎn)品都提出了越來(lái)越高的要求。該工廠轄區(qū)內(nèi)共有8座6kV開閉所，其中個(gè)別站所已服役逾12余年，配電自動(dòng)化產(chǎn)品在技術(shù)層面上已經(jīng)屬于淘汰落后產(chǎn)品，為了提高該工廠6kV配電自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性和自動(dòng)化水平，通過近一個(gè)月時(shí)間的調(diào)研，針對(duì)在以往運(yùn)行暴露的問題，提出了配電自動(dòng)化系統(tǒng)改造與優(yōu)化方案，力爭(zhēng)用最小的投資換取最大的技術(shù)進(jìn)步是改造的最終目標(biāo)，但考慮到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)安排、經(jīng)濟(jì)效益等諸多因素，不可能對(duì)其進(jìn)行完全的技術(shù)革新。鑒于此，我們提出的改造方案是針對(duì)其現(xiàn)有技術(shù)淘汰落后、暴露問題多、亟需改造的站所配電自動(dòng)化產(chǎn)品，這些則是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的主要工作任務(wù)。因此，本文僅對(duì)6kV配電自動(dòng)化系統(tǒng)的改造方案介紹如下。

1 改造前配電自動(dòng)化系統(tǒng)架構(gòu)

以6kV中心配電所為例，實(shí)施改造前，中心配電站采用南京某公司的NAS系列配電自動(dòng)化系統(tǒng)。該自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用分層分布式現(xiàn)場(chǎng)總線結(jié)構(gòu)，分為站控層和間隔層2層。站控層主要包括操作員工作站、遠(yuǎn)動(dòng)工作站等；間隔層主要由配電自動(dòng)化設(shè)備組成，配電自動(dòng)化設(shè)備按電氣間隔配置，安裝在間隔二次設(shè)備小室內(nèi)。改造前每座開閉所均配置自動(dòng)化系統(tǒng)站控柜，配置站所配電自動(dòng)化系統(tǒng)。其余開閉所均通過光纖通道向中心配電所傳送所內(nèi)遙測(cè)遙信信息。

2 改造前的主要遺留、暴露問題

（1）由于該廠8座變電所均經(jīng)過分期擴(kuò)建，不同期采用的配電自動(dòng)化設(shè)備雖為同一廠家生產(chǎn)，但型號(hào)不同，而且型號(hào)較多。這樣就造成不便于站內(nèi)配電自動(dòng)化設(shè)備備件的統(tǒng)一配備與相互更換利用，也給運(yùn)維人員帶來(lái)了不便，對(duì)運(yùn)維人員提出更高要求。

（2）8座變電所內(nèi)綜保裝置共108臺(tái)，其中近兩年擴(kuò)建新投運(yùn)的13臺(tái)最新配電自動(dòng)化產(chǎn)品TDR系列運(yùn)行穩(wěn)定；其余95臺(tái)NAS系列型號(hào)的配電自動(dòng)化產(chǎn)品均為10余年前早期產(chǎn)品，目前已屬于淘汰落后產(chǎn)品，它們的人機(jī)對(duì)話界面十分不友好，運(yùn)行維護(hù)不方便。經(jīng)過10余年的不間斷運(yùn)行，產(chǎn)品硬件老化，經(jīng)常出現(xiàn)電源、人機(jī)對(duì)話、通信等插件損壞，由此導(dǎo)致不受理遙控命令、通信中斷等眾多問題，增加了運(yùn)維人員的維護(hù)工作量，降低了系統(tǒng)的可靠性，增加了工作成本。

（3）NAS配電自動(dòng)化系統(tǒng)基于上一代現(xiàn)場(chǎng)總線的通信方式，通信速率低，而且串口服務(wù)器由于經(jīng)過近10年的長(zhǎng)期運(yùn)行，環(huán)境因素等導(dǎo)致硬件老化現(xiàn)象嚴(yán)重，故障率增高，通信中斷頻繁，且運(yùn)行維護(hù)相當(dāng)不便，對(duì)運(yùn)維人員提出更高要求。

（4）NAS配電自動(dòng)化系統(tǒng)工作站硬件配置較低，內(nèi)存為256MB，硬盤為60GB，運(yùn)行速度較慢；加之經(jīng)過近10年的長(zhǎng)期運(yùn)行，環(huán)境因素等硬件老化現(xiàn)象嚴(yán)重，工作站頻繁重啟，故障率高。

（5）NAS配電自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)工具、圖形編輯工具和報(bào)表編制工具性能較弱，人機(jī)對(duì)話界面不友好，使用很不方便，維護(hù)工作效率低；且目前的系統(tǒng)不支持OPC接口，無(wú)法將企業(yè)ERP系統(tǒng)所需用電量等數(shù)據(jù)上傳至企業(yè)服務(wù)器，對(duì)成本核算造成影響。

3 改造的目標(biāo)與原則

配電自動(dòng)化系統(tǒng)改造是一項(xiàng)復(fù)雜、綜合、多樣性的工程，涉及到對(duì)8座開閉所內(nèi)大量設(shè)備停電，如果計(jì)劃不合理，必將對(duì)生產(chǎn)造成影響，進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)損失并使配電自動(dòng)化系統(tǒng)的改造難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。針對(duì)該廠開閉所配電自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際情況與暴露的問題，盡量利用既有設(shè)備，有效減少施工和調(diào)試工作量，制定了以下改造目標(biāo)與原則。

（1）配合該廠生產(chǎn)計(jì)劃及運(yùn)維部門制定詳細(xì)系統(tǒng)改造計(jì)劃，完成階段停電及應(yīng)急預(yù)案，實(shí)行工作票制度，謹(jǐn)防改造過程中突發(fā)情況對(duì)生產(chǎn)造成影響，進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)損失。開閉所的重要性決定其不可能在全所停電的運(yùn)行工況下進(jìn)行配電自動(dòng)化系統(tǒng)改造工作。系統(tǒng)改造必然是老系統(tǒng)逐步退出運(yùn)行、新系統(tǒng)逐步投入運(yùn)行的階段過程。

（2）將8座開閉所內(nèi)各自電源進(jìn)線共計(jì)16臺(tái)NAS系列的落后淘汰產(chǎn)品逐步改造為TDR系列新型配電自動(dòng)化產(chǎn)品。由于新舊產(chǎn)品為同一公司產(chǎn)品，產(chǎn)品開孔尺寸、背板布置等都基本一致，技術(shù)人員改造實(shí)施起來(lái)好操作。同時(shí)將原有NAS系列串口服務(wù)器更換為TDC系列通信工作站。該通信工作站作為現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)中樞，采用32位RISC CPU架構(gòu)，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換，可實(shí)現(xiàn)高速處理通信數(shù)據(jù)，支持串行RS232/RS485、以太網(wǎng)等接口。

（3）更改原有系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分為站控層，通信層和間隔層3層。以中心配電所改造后的系統(tǒng)架構(gòu)為例如圖1。在原來(lái)的系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上增加了通信層。改造后的現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式分為串口總線形式和工業(yè)以太網(wǎng)兩種通信方式。本次改造在站控層全部用百兆工業(yè)以太網(wǎng)代替以往的現(xiàn)場(chǎng)總線，通信速率高，穩(wěn)定性可靠性更高，運(yùn)行維護(hù)方便。

圖1 中心配電所改造后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

（6）通信電纜，一是利用既有有通信電纜與未改造NAS系統(tǒng)自動(dòng)化產(chǎn)品通信，二改造的TDR系列自動(dòng)化產(chǎn)品需敷設(shè)以太網(wǎng)通信電纜，所以遠(yuǎn)動(dòng)工作站的調(diào)試組態(tài)工作相對(duì)復(fù)雜，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容要重新定義且點(diǎn)號(hào)內(nèi)容須與改造前保持一致。

（7）將配電自動(dòng)化系統(tǒng)工作站升級(jí)為高配置的工作站，提高硬件性能。NAS自動(dòng)化系統(tǒng)更換為人機(jī)界面易于維護(hù)的TV8系統(tǒng)。中心配電所設(shè)置調(diào)度值班室，其余7座開閉內(nèi)四遙信息通過光纖環(huán)網(wǎng)遠(yuǎn)傳至中心配電所配電自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

4 改造的難點(diǎn)及解決辦法

（1）配電自動(dòng)化產(chǎn)品改造時(shí)，改造柜內(nèi)可能會(huì)有運(yùn)行的設(shè)備和回路，且該廠開閉所經(jīng)過多期擴(kuò)建，圖紙與實(shí)際接線可能不符，所以改造施工時(shí)存在技術(shù)人員觸電、誤碰、誤拆接線造成誤動(dòng)等安全隱患。為此，采取改造前先查清實(shí)際接線情況，將改造柜內(nèi)無(wú)需改造設(shè)備及端子用絕緣膠布封好隔離，并對(duì)要改造的產(chǎn)品端子進(jìn)行驗(yàn)電，確保技術(shù)人員在一個(gè)有效隔離、安全的環(huán)境下進(jìn)行改造工作。

（2）本次改造需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，所以需要在改造前了解每個(gè)開閉所原有通信情況并做好記錄。且本次改造需敷設(shè)以太網(wǎng)總線通信電纜，由于在敷設(shè)通信電纜時(shí)需要穿過電纜溝槽，須做好安全措施，確保技術(shù)人員在一個(gè)有效隔離、安全的環(huán)境下進(jìn)行敷設(shè)。

（3）本次改造涉及通信工作站，每個(gè)開閉所通信系統(tǒng)須重新組態(tài)，自動(dòng)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、畫面都需重新組態(tài)定義，工作量很大。采取一對(duì)一的改造方式，由于各個(gè)開閉所情況類似，所以改造完一個(gè)后，剩下的相對(duì)比較容易。

（4）遙控試驗(yàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，若安全措施不到位，可能誤控其他設(shè)備，造成經(jīng)濟(jì)損失。本次自動(dòng)化系統(tǒng)改造做遙控試驗(yàn)時(shí)，安全措施是采用遠(yuǎn)方就地轉(zhuǎn)換把手切換到就地或出口硬壓板全部退出方式閉鎖非調(diào)試間隔的。所以，這種硬閉鎖的試驗(yàn)方式減小了誤控其他設(shè)備的可能性。

5 結(jié)束語(yǔ)

該廠8座開閉所配電自動(dòng)化系統(tǒng)改造后，運(yùn)行可靠性明顯提高，有效提高供電的穩(wěn)定性和可靠性，提高運(yùn)行管理水平，減少維護(hù)量和值班人員的工作強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)性及運(yùn)行性能達(dá)到了預(yù)期的效果。

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