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摘要：由于电力系统的快速发展对工厂的配电自动化不断提出更高要求，淘汰技术落后、老旧产品，提高供电系统稳定性和可靠性是该工厂配电系统的一项重要任务，这一目标的实现则体现在配电自动化系统的产品升级与更完善、先进的配电自动化系统架构及系统功能性的增强。
关键字；配电系统；改造；自动化系统；优化
0 引言
随着经济社会的发展，该工厂生产规模不断扩大，对电力负荷需求也在不断扩大和发展，进而对该工厂的配电系统可靠性和配电自动化产品都提出了越来越高的要求。该工厂辖区内共有8座6kV开闭所，其中个别站所已服役逾12余年，配电自动化产品在技术层面上已经属于淘汰落后产品，为了提高该工厂6kV配电自动化系统运行稳定性、可靠性和自动化水平，通过近一个月时间的调研，针对在以往运行暴露的问题，提出了配电自动化系统改造与优化方案，力争用最小的投资换取最大的技术进步是改造的最终目标，但考虑到生产经营安排、经济效益等诸多因素，不可能对其进行完全的技术革新。鉴于此，我们提出的改造方案是针对其现有技术淘汰落后、暴露问题多、亟需改造的站所配电自动化产品，这些则是未来一段时间内的主要工作任务。因此，本文仅对6kV配电自动化系统的改造方案介绍如下。
1 改造前配电自动化系统架构
以6kV中心配电所为例，实施改造前，中心配电站采用南京某公司的NAS系列配电自动化系统。该自动化系统拓扑结构采用分层分布式现场总线结构，分为站控层和间隔层2层。站控层主要包括操作员工作站、远动工作站等；间隔层主要由配电自动化设备组成，配电自动化设备按电气间隔配置，安装在间隔二次设备小室内。改造前每座开闭所均配置自动化系统站控柜，配置站所配电自动化系统。其余开闭所均通过光纤通道向中心配电所传送所内遥测遥信信息。
2 改造前的主要遗留、暴露问题
（1）由于该厂8座变电所均经过分期扩建，不同期采用的配电自动化设备虽为同一厂家生产，但型号不同，而且型号较多。这样就造成不便于站内配电自动化设备备件的统一配备与相互更换利用，也给运维人员带来了不便，对运维人员提出更高要求。
（2）8座变电所内综保装置共108台，其中近两年扩建新投运的13台最新配电自动化产品TDR系列运行稳定；其余95台NAS系列型号的配电自动化产品均为10余年前早期产品，目前已属于淘汰落后产品，它们的人机对话界面十分不友好，运行维护不方便。经过10余年的不间断运行，产品硬件老化，经常出现电源、人机对话、通信等插件损坏，由此导致不受理遥控命令、通信中断等众多问题，增加了运维人员的维护工作量，降低了系统的可靠性，增加了工作成本。
（3）NAS配电自动化系统基于上一代现场总线的通信方式，通信速率低，而且串口服务器由于经过近10年的长期运行，环境因素等导致硬件老化现象严重，故障率增高，通信中断频繁，且运行维护相当不便，对运维人员提出更高要求。
（4）NAS配电自动化系统工作站硬件配置较低，内存为256MB，硬盘为60GB，运行速度较慢；加之经过近10年的长期运行，环境因素等硬件老化现象严重，工作站频繁重启，故障率高。
（5）NAS配电自动化系统数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具性能较弱，人机对话界面不友好，使用很不方便，维护工作效率低；且目前的系统不支持OPC接口，无法将企业ERP系统所需用电量等数据上传至企业服务器，对成本核算造成影响。
3 改造的目标与原则
配电自动化系统改造是一项复杂、综合、多样性的工程，涉及到对8座开闭所内大量设备停电，如果计划不合理，必将对生产造成影响，进而造成经济损失并使配电自动化系统的改造难以达到预期目标。针对该厂开闭所配电自动化系统的实际情况与暴露的问题，尽量利用既有设备，有效减少施工和调试工作量，制定了以下改造目标与原则。
（1）配合该厂生产计划及运维部门制定详细系统改造计划，完成阶段停电及应急预案，实行工作票制度，谨防改造过程中突发情况对生产造成影响，进而造成经济损失。开闭所的重要性决定其不可能在全所停电的运行工况下进行配电自动化系统改造工作。系统改造必然是老系统逐步退出运行、新系统逐步投入运行的阶段过程。
（2）将8座开闭所内各自电源进线共计16台NAS系列的落后淘汰产品逐步改造为TDR系列新型配电自动化产品。由于新旧产品为同一公司产品，产品开孔尺寸、背板布置等都基本一致，技术人员改造实施起来好操作。同时将原有NAS系列串口服务器更换为TDC系列通信工作站。该通信工作站作为现场总线的数据中枢，采用32位RISC CPU架构，负责实现协议转换，可实现高速处理通信数据，支持串行RS232/RS485、以太网等接口。
（3）更改原有系统拓扑结构，分为站控层，通信层和间隔层3层。以中心配电所改造后的系统架构为例如图1。在原来的系统拓扑结构上增加了通信层。改造后的现场总线通信方式分为串口总线形式和工业以太网两种通信方式。本次改造在站控层全部用百兆工业以太网代替以往的现场总线，通信速率高，稳定性可靠性更高，运行维护方便。
图1 中心配电所改造后的系统结构示意图
（6）通信电缆，一是利用既有有通信电缆与未改造NAS系统自动化产品通信，二改造的TDR系列自动化产品需敷设以太网通信电缆，所以远动工作站的调试组态工作相对复杂，数据库内容要重新定义且点号内容须与改造前保持一致。
（7）将配电自动化系统工作站升级为高配置的工作站，提高硬件性能。NAS自动化系统更换为人机界面易于维护的TV8系统。中心配电所设置调度值班室，其余7座开闭内四遥信息通过光纤环网远传至中心配电所配电自动化系统，实现无人值守。
4 改造的难点及解决办法
（1）配电自动化产品改造时，改造柜内可能会有运行的设备和回路，且该厂开闭所经过多期扩建，图纸与实际接线可能不符，所以改造施工时存在技术人员触电、误碰、误拆接线造成误动等安全隐患。为此，采取改造前先查清实际接线情况，将改造柜内无需改造设备及端子用绝缘胶布封好隔离，并对要改造的产品端子进行验电，确保技术人员在一个有效隔离、安全的环境下进行改造工作。
（2）本次改造需要对整个系统拓扑结构进行改造，所以需要在改造前了解每个开闭所原有通信情况并做好记录。且本次改造需敷设以太网总线通信电缆，由于在敷设通信电缆时需要穿过电缆沟槽，须做好安全措施，确保技术人员在一个有效隔离、安全的环境下进行敷设。
（3）本次改造涉及通信工作站，每个开闭所通信系统须重新组态，自动化系统数据库、画面都需重新组态定义，工作量很大。采取一对一的改造方式，由于各个开闭所情况类似，所以改造完一个后，剩下的相对比较容易。
（4）遥控试验的安全风险较大，若安全措施不到位，可能误控其他设备，造成经济损失。本次自动化系统改造做遥控试验时，安全措施是采用远方就地转换把手切换到就地或出口硬压板全部退出方式闭锁非调试间隔的。所以，这种硬闭锁的试验方式减小了误控其他设备的可能性。
5 结束语
该厂8座开闭所配电自动化系统改造后，运行可靠性明显提高，有效提高供电的稳定性和可靠性，提高运行管理水平，减少维护量和值班人员的工作强度，经济性及运行性能达到了预期的效果。
参考文献：
[1]魏祥.变电站自动化系统如何选型.电力资讯，2002（4）
[2]詹英华.变电所改造工程的施工策划[J].农村电气，2005（10）
[3]邓先友.500kV变电站监控系统升级改造.电力安全技术，第12卷（2010年第4期）
关键字；配电系统；改造；自动化系统；优化
0 引言
随着经济社会的发展，该工厂生产规模不断扩大，对电力负荷需求也在不断扩大和发展，进而对该工厂的配电系统可靠性和配电自动化产品都提出了越来越高的要求。该工厂辖区内共有8座6kV开闭所，其中个别站所已服役逾12余年，配电自动化产品在技术层面上已经属于淘汰落后产品，为了提高该工厂6kV配电自动化系统运行稳定性、可靠性和自动化水平，通过近一个月时间的调研，针对在以往运行暴露的问题，提出了配电自动化系统改造与优化方案，力争用最小的投资换取最大的技术进步是改造的最终目标，但考虑到生产经营安排、经济效益等诸多因素，不可能对其进行完全的技术革新。鉴于此，我们提出的改造方案是针对其现有技术淘汰落后、暴露问题多、亟需改造的站所配电自动化产品，这些则是未来一段时间内的主要工作任务。因此，本文仅对6kV配电自动化系统的改造方案介绍如下。
1 改造前配电自动化系统架构
以6kV中心配电所为例，实施改造前，中心配电站采用南京某公司的NAS系列配电自动化系统。该自动化系统拓扑结构采用分层分布式现场总线结构，分为站控层和间隔层2层。站控层主要包括操作员工作站、远动工作站等；间隔层主要由配电自动化设备组成，配电自动化设备按电气间隔配置，安装在间隔二次设备小室内。改造前每座开闭所均配置自动化系统站控柜，配置站所配电自动化系统。其余开闭所均通过光纤通道向中心配电所传送所内遥测遥信信息。
2 改造前的主要遗留、暴露问题
（1）由于该厂8座变电所均经过分期扩建，不同期采用的配电自动化设备虽为同一厂家生产，但型号不同，而且型号较多。这样就造成不便于站内配电自动化设备备件的统一配备与相互更换利用，也给运维人员带来了不便，对运维人员提出更高要求。
（2）8座变电所内综保装置共108台，其中近两年扩建新投运的13台最新配电自动化产品TDR系列运行稳定；其余95台NAS系列型号的配电自动化产品均为10余年前早期产品，目前已属于淘汰落后产品，它们的人机对话界面十分不友好，运行维护不方便。经过10余年的不间断运行，产品硬件老化，经常出现电源、人机对话、通信等插件损坏，由此导致不受理遥控命令、通信中断等众多问题，增加了运维人员的维护工作量，降低了系统的可靠性，增加了工作成本。
（3）NAS配电自动化系统基于上一代现场总线的通信方式，通信速率低，而且串口服务器由于经过近10年的长期运行，环境因素等导致硬件老化现象严重，故障率增高，通信中断频繁，且运行维护相当不便，对运维人员提出更高要求。
（4）NAS配电自动化系统工作站硬件配置较低，内存为256MB，硬盘为60GB，运行速度较慢；加之经过近10年的长期运行，环境因素等硬件老化现象严重，工作站频繁重启，故障率高。
（5）NAS配电自动化系统数据库工具、图形编辑工具和报表编制工具性能较弱，人机对话界面不友好，使用很不方便，维护工作效率低；且目前的系统不支持OPC接口，无法将企业ERP系统所需用电量等数据上传至企业服务器，对成本核算造成影响。
3 改造的目标与原则
配电自动化系统改造是一项复杂、综合、多样性的工程，涉及到对8座开闭所内大量设备停电，如果计划不合理，必将对生产造成影响，进而造成经济损失并使配电自动化系统的改造难以达到预期目标。针对该厂开闭所配电自动化系统的实际情况与暴露的问题，尽量利用既有设备，有效减少施工和调试工作量，制定了以下改造目标与原则。
（1）配合该厂生产计划及运维部门制定详细系统改造计划，完成阶段停电及应急预案，实行工作票制度，谨防改造过程中突发情况对生产造成影响，进而造成经济损失。开闭所的重要性决定其不可能在全所停电的运行工况下进行配电自动化系统改造工作。系统改造必然是老系统逐步退出运行、新系统逐步投入运行的阶段过程。
（2）将8座开闭所内各自电源进线共计16台NAS系列的落后淘汰产品逐步改造为TDR系列新型配电自动化产品。由于新旧产品为同一公司产品，产品开孔尺寸、背板布置等都基本一致，技术人员改造实施起来好操作。同时将原有NAS系列串口服务器更换为TDC系列通信工作站。该通信工作站作为现场总线的数据中枢，采用32位RISC CPU架构，负责实现协议转换，可实现高速处理通信数据，支持串行RS232/RS485、以太网等接口。
（3）更改原有系统拓扑结构，分为站控层，通信层和间隔层3层。以中心配电所改造后的系统架构为例如图1。在原来的系统拓扑结构上增加了通信层。改造后的现场总线通信方式分为串口总线形式和工业以太网两种通信方式。本次改造在站控层全部用百兆工业以太网代替以往的现场总线，通信速率高，稳定性可靠性更高，运行维护方便。
图1 中心配电所改造后的系统结构示意图
（6）通信电缆，一是利用既有有通信电缆与未改造NAS系统自动化产品通信，二改造的TDR系列自动化产品需敷设以太网通信电缆，所以远动工作站的调试组态工作相对复杂，数据库内容要重新定义且点号内容须与改造前保持一致。
（7）将配电自动化系统工作站升级为高配置的工作站，提高硬件性能。NAS自动化系统更换为人机界面易于维护的TV8系统。中心配电所设置调度值班室，其余7座开闭内四遥信息通过光纤环网远传至中心配电所配电自动化系统，实现无人值守。
4 改造的难点及解决办法
（1）配电自动化产品改造时，改造柜内可能会有运行的设备和回路，且该厂开闭所经过多期扩建，图纸与实际接线可能不符，所以改造施工时存在技术人员触电、误碰、误拆接线造成误动等安全隐患。为此，采取改造前先查清实际接线情况，将改造柜内无需改造设备及端子用绝缘胶布封好隔离，并对要改造的产品端子进行验电，确保技术人员在一个有效隔离、安全的环境下进行改造工作。
（2）本次改造需要对整个系统拓扑结构进行改造，所以需要在改造前了解每个开闭所原有通信情况并做好记录。且本次改造需敷设以太网总线通信电缆，由于在敷设通信电缆时需要穿过电缆沟槽，须做好安全措施，确保技术人员在一个有效隔离、安全的环境下进行敷设。
（3）本次改造涉及通信工作站，每个开闭所通信系统须重新组态，自动化系统数据库、画面都需重新组态定义，工作量很大。采取一对一的改造方式，由于各个开闭所情况类似，所以改造完一个后，剩下的相对比较容易。
（4）遥控试验的安全风险较大，若安全措施不到位，可能误控其他设备，造成经济损失。本次自动化系统改造做遥控试验时，安全措施是采用远方就地转换把手切换到就地或出口硬压板全部退出方式闭锁非调试间隔的。所以，这种硬闭锁的试验方式减小了误控其他设备的可能性。
5 结束语
该厂8座开闭所配电自动化系统改造后，运行可靠性明显提高，有效提高供电的稳定性和可靠性，提高运行管理水平，减少维护量和值班人员的工作强度，经济性及运行性能达到了预期的效果。
参考文献：
[1]魏祥.变电站自动化系统如何选型.电力资讯，2002（4）
[2]詹英华.变电所改造工程的施工策划[J].农村电气，2005（10）
[3]邓先友.500kV变电站监控系统升级改造.电力安全技术，第12卷（2010年第4期）