CN207612127U - 一种特高压变电站和换流站合建监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特高压换流站和变电站合建监控系统，所述系统包括换流站监控系统和变电站监控系统；所述换流站监控系统包括交直流操作员工作站、控制主机、就地数据采集I/O接口设备、换流站监控系统服务器和换流站网关机；所述变电站监控系统包括交流操作员工作站、测控单元、变电站监控系统服务器和变电站远动机；所述换流站监控系统通过换流站网关机接收并发送变电站远动机发送的变电站一次设备的测控信息，并向变电站远动机发送由换流站监控系统发出的遥控命令。本实用新型具有通用性强、易于实现、运维方便、经济性好等特点，对提高交直流合建工程运维能力，提升交直流合建工程运行可靠性具有重要的实用价值。

Description

一种特高压变电站和换流站合建监控系统

技术领域

本实用新型涉及高压直流输电工程技术领域，具体地指一种特高压变电站和换流站合建监控系统。

背景技术

换流站与变电站同址合建在整合资源、降低投资、减少运行维护费用等方面具有显著的优势。由于交直流合建工程中换流站和变电站在同一个围墙内运行，对全站的监控系统进行融合建设有利于运行人员在主控室利用一套监控系统实现对交直流合建工程全站的监视、控制与操作。国内较早建设的交直流合建工程，变电站和换流站的监控系统分别单独配置，运行人员仍需采取“同址合建，分站值守”的模式，不利于交直流合建工程的高效运行与维护，特别是对于共用交流设备的交直流合建工程，采用两套监控系统同时监控共用交流设备将对全站的运维带来极大的风险。

目前，针对交直流合建工程的技术原则已开展了多方面的研究工作，如针对±500kV及以上电压等级的换流站，(见张劲松.高压换流站交、直流合建主要技术原则[J].电力建设,2009,5(30):21-24.)从系统接入方案、电气主接线等方面对交直流合建工程进行了分析，提出了交直流合建工程的主要技术原则，但该研究未对交直流合建工程的监控系统的技术要求进行说明；将练塘500kV变电站站控层信息接入沪西1000kV变电站站控层网络，进行了沪西1000kV变电站与练塘500kV变电站监控系统融合建设，实现全站一体化监控和运行(见简辉,王焕新.沪西1000kV变电站和已运行的练塘500kV变电站一体化建设实施方案[J].建设管理,2015,10:69-73.)。但研究仅给出了变电站合建工程的合建监控系统建设方案，实际上相当于对变电站的监控系统进行扩容。由于换流站监控系统的配置要求较变电站更为复杂，因此，该合建监控系统在交直流合建工程中并不实用。

换流站和变电站的监控系统配置模式各不相同。换流站监控系统采用模块化、分层分布式网络结构，由站控层、控制层和就地层构成，监控系统的控制层设备采用双重化配置；特高压变电站监控系统采用“两层设备、单层网络”结构，即站控层、间隔层设备以及站控层网络(MMS网)，监控系统的间隔层设备采用单套配置。

在工程上，变电站和换流站的核准和建设时序将给交直流合建工程的建设带来施工和运行交叉等问题，在一定程度上将影响交直流合建工程监控系统的配置方案。针对变电站先行建设，换流站后期建设的交直流合建工程，在换流站建设时，变电站监控系统已按交流工程的原则建设，实现变电站和换流站监控系统合建较为困难。已建成的交直流合建工程进行了监控系统融合的初步尝试，如高岭站、银川东站、哈密站等工程，先期建设了交流500kV或750kV变电站，在后期建设换流站时，将先期变电站的测控装置拆除，重新按照换流站监控系统的技术原则进行双重化配置，这极大地增加了监控系统合建的设备费用和施工费用。

发明内容

为克服现有交直流合建工程监控系统合建面临的技术缺陷，针对变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，本实用新型一种特高压变电站和换流站合建监控系统，通过合建后的监控系统对特高压变电站和换流站所有设备进行统一监控，进一步提高交直流合建工程的运维能力，提升交直流合建工程的运行可靠性。

为实现上述目的，本实用新型所涉及的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特殊之处在于，包括换流站监控系统和变电站监控系统；所述换流站监控系统包括交直流操作员工作站、控制主机、就地数据采集I/O接口设备、换流站监控系统服务器和换流站网关机，所述交直流操作员工作站、控制主机、换流站监控系统服务器、换流站网关机之间通过站LAN网通信，控制主机通过现场总线与就地数据采集I/O接口设备交换数据；所述变电站监控系统包括交流操作员工作站、测控单元、变电站监控系统服务器和变电站远动机，所述交流操作员工作站、测控单元、变电站监控系统服务器和变电站远动机之间通过站控层网络通信。

进一步地，针对变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，所述换流站监控系统和变电站监控系统分别按照各自的技术原则进行配置，即换流站控制主机和就地数据采集I/O接口设备双重化配置，变电站监控系统的测控单元保持原有的单套配置方案。

更进一步地，变电站和换流站共用交流设备的状态信号通过硬接点和模拟量开入的方式分别接入变电站对应的测控单元和换流站监控系统对应的就地数据采集I/O接口设备，以完善各自监控系统的联闭锁逻辑。

更进一步地，所述换流站网关机和变电站远动机之间采用IEC 104规约进行数据传输。所述变电站远动机通过IEC 104规约将变电站一次设备的测量量、信号量等信息发送至换流站网关机，并接收换流站网关机发送的遥控命令，所述换流站网关机用于接收并处理变电站一次设备的测量量、信号量等信息，通过交直流操作员工作站显示，并通过IEC104规约向变电站远动机发送由交直流操作员工作站发出的遥控命令。

更进一步地，所述变电站监控系统的交流操作员工作站和变电站监控系统服务器功能均由换流站监控系统的交直流操作员工作站和换流站监控系统服务器实现，所述交流操作员工作站和变电站监控系统服务器作为备用运行或退出运行。

更进一步地，在换流站主控楼内设置一面用于安装换流站网关机的网关机屏，在变电站主控楼内设置一面用于安装变电站远动机的远动机屏。

所述换流站监控系统的交直流操作员工作站除了能够对换流站内所有的断路器、隔离开关和接地刀闸进行操作和控制外，针对先期建设的变电站监控系统，所涉及的监控系统合建范围为所述变电站监控系统的所有测控单元，即通过所述换流站监控系统的交直流操作员工作站实现对变电站所有的断路器、隔离开关和接地刀闸进行操作和控制，且合建后的监控系统要求为变电站的远期扩建设备预留相应的监控数据通道。

本实用新型针对特高压变电站先期建设，换流站后期建设的交直流合建工程，变电站和换流站的监控系统分别按各自的技术原则进行配置。变电站监控系统通过变电站远动机将变电站的测控信息上送至换流站网关机，并接收换流站监控系统发送的遥控命令。换流站监控系统通过换流站网关机接收并处理变电站的测控信息，并向变电站远动机发送由换流站监控系统发出的遥控命令，实现特高压变电站和换流站监控系统的后台融合；本实用新型涉及的一种特高压变电站和换流站合建监控系统具有通用性强、易于实现、运维方便、经济性好等特点，对提高交直流合建工程运维能力，提升交直流合建工程运行可靠性具有重要的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型一种特高压换流站和变电站合建监控系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的特高压变电站和换流站合建工程典型1000kV交流场电气主接线图。

图中：换流站监控系统1，交直流操作员工作站1-1，控制主机1-2，就地数据采集I/O接口设备1-3，换流站监控系统服务器1-4，换流站网关机1-5，变电站监控系统2，交流操作员工作站2-1，测控单元2-2，变电站监控系统服务器2-3，变电站远动机2-4。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型涉及的一种特高压变电站和换流站合建监控系统。以某典型的交直流合建工程为例，换流站的1000kV交流系统与变电站的1000kV交流系统合建，共1000kV GIS设备。变电站1000kV交流系统采用3/2接线方式，远期共6回出线和4回主变进线共10组进出线，组成5个完整串；换流站采用分层接入的方案，高端换流变网侧接入500kV交流系统，低端换流变网侧接入1000kV交流系统。换流站1000kV交流系统包括2回低端换流变进线，2大组交流滤波器进线，远期新上2回出线，共组成3个完整串，换流站和变电站的1000kV交流系统电气主接线图如图2所示。其中，1000kV GIS设备第1～5串为变电站建设范围，已先行建设；第6～8串属于本期换流站建设范围，变电站和换流站的其余电气部分完全独立。先期建设的变电站监控系统负责运维1000kV GIS第1、2、4、5串以及变电站内其他设备，且变电站监控系统的测控单元按照变电站的技术原则进行单套配置。

(1)针对图2所示的交直流合建工程，本实用新型所提供的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，包括换流站监控系统1和变电站监控系统2，如图1所示。换流站监控系统1包括交直流操作员工作站1-1、控制主机1-2、就地数据采集I/O接口设备1-3、换流站监控系统服务器1-4和换流站网关机1-5。交直流操作员工作站1-1、控制主机1-2、换流站监控系统服务器1-4、换流站网关机1-5之间通过站LAN网通信，控制主机1-2通过现场总线与就地数据采集I/O接口设备1-3交换数据。变电站监控系统2包括交流操作员工作站2-1、测控单元2-2、变电站监控系统服务器2-3和变电站远动机2-4，交流操作员工作站2-1、测控单元2-2、变电站监控系统服务器2-3和变电站远动机2-4之间通过站控层网络(MMS网络)通信。

(2)换流站监控系统和变电站监控系统分别按照各自的技术原则进行配置，即换流站的控制主机1-2和就地数据采集I/O接口设备1-3双重化配置，变电站的测控单元2-2保持原有的单套配置方案。

(3)变电站1000kV母线地刀位置信号和母线电压接入换流站的交流站控系统，用于1000kV第6、7、8串的边断路器的联锁逻辑和电压同期判据；将换流站1000kV第6、7、8串的边断路器和隔离开关位置信号接入变电站1000kV母线地刀的测控单元，用于1000kV母线地刀的联闭锁判据。

(4)换流站网关机1-5和变电站远动机2-4之间采用IEC 104规约进行数据传输。变电站远动机2-4采用IEC 104规约将变电站一次设备的测量量、信号量(包含断路器、接地刀闸和隔离开关的控分/控合允许位等)、SOE(告警事件)等信息发送至换流站网关机1-5，并接收换流站网关机1-5发送的遥控命令。换流站网关机1-5用于接收并发送变电站一次设备的测量量、信号量(包含断路器、接地刀闸和隔离开关的控分/控合允许位等)、SOE(告警事件)等信息，通过交直流操作员工作站1-1显示，并采用IEC 104规约向变电站远动机2-4发送由交直流操作员工作站1-1发出的遥控命令。

(5)变电站监控系统2的交流操作员工作站2-1和变电站监控系统服务器2-3的功能均由换流站监控系统1的交直流操作员工作站1-1和换流站监控系统服务器1-4实现，原变电站配置的交流操作员工作站2-1和变电站监控系统服务器2-3可退出运行或作为备用运行。

(6)换流站监控系统1的交直流操作员工作站1-1能够对换流站内所有的断路器、隔离开关和接地刀闸进行操作和控制，针对先期建设的变电站监控系统，所涉及的监控系统合建范围为变电站监控系统2的所有测控单元2-2，即，通过换流站监控系统1的交直流操作员工作站1-1可实现对变电站所有的断路器、隔离开关和接地刀闸进行操作和控制。

(7)在换流站主控楼内设置一面用于安装换流站网关机1-5的网关机屏，在变电站主控楼内设置一面用于安装变电站远动机2-4的远动机屏。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：包括换流站监控系统(1)和变电站监控系统(2)；所述换流站监控系统(1)包括交直流操作员工作站(1-1)、控制主机(1-2)、就地数据采集I/O接口设备(1-3)、换流站监控系统服务器(1-4)和换流站网关机(1-5)，所述交直流操作员工作站(1-1)、控制主机(1-2)、换流站监控系统服务器(1-4)、换流站网关机(1-5)之间通过站LAN网通信，控制主机(1-2)通过现场总线与就地数据采集I/O接口设备(1-3)交换数据；所述变电站监控系统(2)包括交流操作员工作站(2-1)、测控单元(2-2)、变电站监控系统服务器(2-3)和变电站远动机(2-4)，所述交流操作员工作站(2-1)、测控单元(2-2)、变电站监控系统服务器(2-3)和变电站远动机(2-4)之间通过站控层网络通信。

2.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：所述换流站监控系统(1)的换流站控制主机(1-2)和就地数据采集I/O接口设备(1-3)双重化配置，变电站测控单元(2-2)保持原有的单套配置方案。

3.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：变电站和换流站共用交流设备的状态信号通过硬接点和模拟量开入的方式分别接入变电站监控系统(2)对应的测控单元(2-2)和换流站监控系统(1)对应的就地数据采集I/O接口设备(1-3)。

4.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：所述换流站网关机(1-5)和变电站远动机(2-4)之间采用IEC 104规约进行数据传输。

5.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：所述变电站监控系统(2)的交流操作员工作站(2-1)和变电站监控系统服务器(2-3)作为备用运行。

6.根据权利要求1所述的一种特高压变电站和换流站合建监控系统，其特征在于：在换流站主控楼内设置一面用于安装换流站网关机(1-5)的网关机屏，在变电站主控楼内设置一面用于安装变电站远动机(2-4)的远动机屏。