(国网山东省电力公司检修公司山东省济南市250000;国网山东省电力公司检修公司山东省济南市250000)
摘要：随着我国经济高速发展，电压等级和电网复杂程度也大大的提高。现在变电站所采用的综合自动化技术是将站内继电保护，监控系统，信号采集，远动系统等结合为一个整体，使硬件资源共享，用不同的模式软件来实现常规设备的各种功能。用局域网来代替电缆，用主动模式来代替常规设备的被动模式。具有可靠、安全、便于维护等特点。本文通过对变电站综合自动化系统的评估分析，得出其现有远动通信主单元SICAM系统容量和处理能力已无法满足需求，并设计出一套完整的升级和改造方案，扩容系统优化网络，利用现有的技术，在不影响实时数据采集和传输的情况下进行实施。
关键词：综合自动化；系统升级；改造；网络优化
一、变电站综合自动化系统升级改造及网络优化设计
目前，本变电站综合自动化系统采用南京中德保护控制系统有限公司的SICAM系统。，原有间隔层通信方式为光纤环网方式，每台测控装置串联在光纤通信环网内。变电站自06年初投运以来经过多次扩建，至今已投运主变2台，500kV7串间隔，220kV14个间隔，间隔级6MD66测控设备已达84台。随着间隔级测控设备的增多，原光纤环网上的测控设备数量已超过了所允许的最大数量，导致远动通信主单元SICAM的数据采集和传输异常，影响到后台监控系统及上传网调、省调、地调的自动化数据。自#1主变扩建以来，#1、#2SICAM主单元由于数据采集异常、过负荷等故障，数次导致自动化数据发生异常，甚至影响省际关口数据交换。通过对综合自动化系统进行评估分析，提出了系统升级并对网络拓扑结构进行优化的方案，改造后新增2台6MD2200远动通信主单元，代替原有SICAM主单元的大部分功能，并对原有光纤环网上部分测控装置进行解环，减少环网上装置数量，改用以太网通信方式代替光纤环网通信。改造前后的站内设备通讯结构图分别见下图1、图2，SICAM系统中所有信息及部分6MD测控设备的信息集中到6MD2200远动通信主单元后上传到NS2000后台系统。改造前后远传调度的通讯结构图分别见下图3、图4，SICAM系统中所有信息及部分6MD测控设备的信息集中到6MD2200远动通信主单元后分别上传到网调、省调、地调。
图1改造前的站内设备通讯结构图图2改造后的站内设备通讯结构图（图中虚线部分为新增设备）
图3改造前至调度通讯结构图图4改造后至调度通讯结构图（图中虚线部分为新增设备）
此方案使变电站综合自动化系统数据处理能力大大增加，网络通讯负荷合理分配，确保不出现数据瓶颈现象，采用分层分布式星型以太网通讯结构与光纤环网结构相结合。对站内自动化网络的性能合理划分，根据数据的特征――实时性的要求以及实时性指标的高低进行处理。另外网络设计满足组合灵活，可扩展性好，维修调试方便等要求。
二、方案具体实施
方案实施、试验方法及步骤：（1）新设备运至现场，并安装固定。（2）新总控6MD2200装置（电源线和网络线）线缆敷设及电源接入工作。（3）系统搭建、网络设备安装、操作系统安装和数据库安装。（4）根据原SICAM内远传参数库制作新6MD2200远传参数库。（5）新远动机6MD2200接入网络，新6MD2200从原SICAM系统获取数据，将后台NS2000系统中工程师站连入新6MD2200系统，连续几天观察工程师站运行情况。（6）敷设各保护小室至控制楼远动自动化室光缆，安装各保护小室内网络交换机。（7）将后台NS2000系统中两台操作员站逐个连入新6MD2200系统，运行配合进行全站遥控试验工作，试验开始前将全站遥控压板解开，试验结束后恢复。（8）将原远动通信主单元两台SICAM总控中SICAMⅠ（地址：145）104业务停止，网线拆除，104业务全部切换至SICAMⅡ（地址：146）。修改原SICAMⅠ104参数使其不再向各级调度远传数据，将原SICAMⅠ远传地址改至新6MD2200系统中6MD2200Ⅰ，6MD2200Ⅰ联接调度数据网，各级调度尝试连接新系统，并作相应试验。（9）将SICAMⅡ（地址：146）104业务停止，网线拆除，104业务全部切换至新6MD2200系统中6MD2200Ⅰ。修改原SICAMⅡ104参数使其不再向各级调度远传数据，将原SICAMⅡ远传地址改至新6MD2200系统中6MD2200Ⅱ，6MD2200Ⅱ联接调度数据网，各级调度尝试连接新系统，并作相应试验。至此向各级调度的104业务改造完成。（10）汇报省调、网调将104设为主通道封锁101通道。将原SICAM总控屏MODEN装置拆离后，安装至新新6MD2200系统屏内，分别将6MD2200Ⅰ、6MD2200Ⅱ装置的101通道与各级调度系统调试。（11）试将一路测控装置通信模块更换为以太网口接入网络，试验正常后试运行一周。（12）向省调、网调申请，逐个将不参与联闭锁的测控装置接入新网络。
三、技术关键与实际运行状况
变电站综合自动化系统早期采用光纤环网通信，并以SICAM装置作为远动通信主单元，考虑到原有SICAM主单元可以通过更改参数从而保留在综自系统中，充当中转装置，测控装置可通过更换通信模块调整为以太网通信方式，因此更换远动通信主单元并对系统网络结构进行改造，采用更高性能的西门子6MD2200作为远动通信主单元，上传各级调度自动化信息，解决了数据传输瓶颈；将部分测控装置由环形通信改为星型通信结构，减少环网上的装置数量，变电站综合自动化系统的网络结构由光纤环网改造为星型以太网和光纤环网双结合的方式，保证网络畅通。目前，该项目已在实施并应用。经过近两个月的运行，变电站综合自动化系统网络传输信息的实时性大大提高，与各级调度的信息上送更加稳定。
结语：为不影响监控系统各装置间的五防闭锁逻辑，原来担负远动通信单元功能的两台SICAM装置作为中转装置仍在使用，并继续应用其进行装置间五防逻辑判定，且涉及到逻辑相互判定的测控装置本次也未进行网络改造，这些装置仍旧运行在光纤环网上，往后可以考虑将所有的测控装置均改造为星形以太网通信结构，并将逻辑判定放在新的远动通信单元上，以减少中间环节。
参考文献：
［1］张达洄，邬奇林.220KV变电站综自改造的问题及对策［J］.电工技术，2010（11）：15-16.
［2］汪春.变电站综合自动化系统问题的分析［J］.科技信息，2010（15）：351-369.
［3］张建华.浅析变电站的综合自动化改革方案［J］.中国科技纵横，2016（18）117-118.