山東恒通化工股份有限公司熱電廠現(xiàn)有裝機容量3×15+2×60MW,年發(fā)電量15億kwh，供蒸汽200萬噸，是公司30萬噸尿素、25萬噸燒堿、10萬噸雙氧水和PVC生產(chǎn)能力的熱能動力中心。自95年建廠以來，鍋爐和汽機采用霍尼威爾公司的DCS控制系統(tǒng)，電氣仍采用傳統(tǒng)的控制保護(hù)系統(tǒng)，已不能滿足公司蒸汽和負(fù)荷自動調(diào)節(jié)和控制的需要，經(jīng)多方論證和比較，我們選用了哈爾濱泛微電子工程有限公司的NPS-2000微機監(jiān)控與保護(hù)系統(tǒng)。 一、 NPS2000變電站自動化系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用 　　1、選用原則 　　1.1可靠性 　　系統(tǒng)選用成熟穩(wěn)定的軟、硬件平臺和開發(fā)工具，在編程過程中采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)、成熟的算法和軟件容錯技術(shù)，系統(tǒng)的可靠性高。 　　1.2開放性 　　采用開放式、網(wǎng)絡(luò)化的分層分布式結(jié)構(gòu)，具有良好的開放性能，可與各種微機保護(hù)、直流系統(tǒng)、小電流接地裝置、自動準(zhǔn)同期裝置等智能設(shè)備通信接口。 　　1.3 實時性 在硬件選擇和軟件設(shè)計上充分保證系統(tǒng)的實時性及抗干擾能力。采用ActiveX控件技術(shù)，使系統(tǒng)在基于WEB的傳送中，只需傳送少量的變化數(shù)據(jù)即可，使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸量大大減少，數(shù)據(jù)實時刷新率高。 　　1.4維護(hù)、升級性 　　系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，便于系統(tǒng)的維護(hù)和升級?？膳渲脧膯喂?jié)點到多節(jié)點不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),在廠站級構(gòu)成的各工作站之間實現(xiàn)資料共享,還可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)。 　　2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 　　系統(tǒng)采用分層分布、開放式結(jié)構(gòu)，按縱向分為站級控制層、前置數(shù)據(jù)管理層和間隔測控層。主要結(jié)構(gòu)如下圖： 　　站級控制層設(shè)備采用分層分布、開放式、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計。主機系統(tǒng)為調(diào)度站、就地站及工程師站的多機設(shè)置方式，各廠站級可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)等功能；主干網(wǎng)為單Ethernet網(wǎng)總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。上位機基于Windows2000操作平臺，利用Wonderware Intouch8.0組態(tài)軟件，組態(tài)完成站內(nèi)監(jiān)控功能，全面提供設(shè)備狀態(tài)、監(jiān)視及控制保護(hù)信息的記錄與分析等功能。 　　前置數(shù)據(jù)管理層采用貝加萊公司生產(chǎn)的可編程計算機控制器PCC來完成數(shù)據(jù)采集及其預(yù)處理。它集成了工業(yè)控制機（IPC）及計算機集散控制系統(tǒng)（DCS）以及可編程邏輯控制器（PLC）的標(biāo)準(zhǔn)控制功能于一體，使之成為一個分時多任務(wù)操作系統(tǒng)，智能的分布式控制、基于標(biāo)準(zhǔn)化的開放性、兼容性、通用性以及高度專業(yè)化的融合，使其功能更加卓越。 　　站級控制層和前置數(shù)據(jù)管理層間通訊的信息量大、開放性要求高,采用快速以太網(wǎng)通訊，通訊媒介占用控制方式為載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）方式，遵循TCP/IP通信協(xié)議規(guī)范。 　　前置數(shù)據(jù)管理層與間隔層通訊由于信息量相對較小，通訊速率要求不高，采用PROFIBUS現(xiàn)場總線和RS485網(wǎng)絡(luò)。通信媒介為屏蔽雙絞線，通訊控制方式為主從問答方式，采用CDT451協(xié)議、IEC870-5-103協(xié)議和DNP協(xié)議等通信規(guī)約。實現(xiàn)收集各個智能單元和綜合設(shè)備的上傳信息,并下傳控制命令及定值參數(shù)等。 　　間隔層設(shè)備包括測控、保護(hù)單元等部分。繼電保護(hù)部分采用ALSTOM公司生產(chǎn)的微機型繼電保護(hù)裝置，如 : MiCom P120系列 數(shù)字式過電流保護(hù)裝置 MiCom P140系列 數(shù)字式饋線管理保護(hù)裝置 MiCom P220系列 數(shù)字式電機綜合保護(hù)與控制裝置 MiCom P340系列 數(shù)字式發(fā)電機綜合保護(hù)裝置 MiCom P630系列 數(shù)字式縱聯(lián)差動保護(hù)裝置 MiCom P920系列 數(shù)字式電壓綜合保護(hù)裝置 　　該類裝置具有強大的保護(hù)、控制、數(shù)據(jù)采集、測量、運行參數(shù)記錄、故障記錄、事件記錄、故障錄波等功能。除實現(xiàn)有選擇的快速切除被保護(hù)組件各種形式的短路故障外，還與監(jiān)控系統(tǒng)保持密切的通信聯(lián)系，以便于操作人員實時了解各類保護(hù)單元的工作狀況。 　　測控部分采用加拿大Power Mesurement Ltd公司的ION6200系列數(shù)字式電能表，體積小，精度高，功能強大，可實現(xiàn)系統(tǒng)測量、各相測量、需量測量、峰值需量測量等功能，并可與PCC通訊上傳測量數(shù)據(jù)?！? 　　這三個層次的自動化方案充分利用計算機計算速度快、信息存儲量大的優(yōu)勢，實時采集各種運行信息并按預(yù)定策略調(diào)整定值、跟蹤調(diào)節(jié)自起動負(fù)荷或按繼電保護(hù)和控制要求進(jìn)行實時控制，各種信息和上級調(diào)度命令通過通信技術(shù)實現(xiàn)信息上傳或下發(fā)。同時將發(fā)變組保護(hù)、發(fā)電機勵磁系統(tǒng)、自動準(zhǔn)同期系統(tǒng)（ASS）、自動電壓調(diào)整裝置（AVR），以及滅磁開關(guān)、發(fā)電機出口高壓開關(guān)等有機地組織起來構(gòu)成完善的ECS系統(tǒng)，使ECS實現(xiàn)高層次的邏輯控制功能和數(shù)據(jù)管理。 　　2、系統(tǒng)功能 　　2.1 實時數(shù)據(jù)采集： 　　遙測：電廠電氣設(shè)備運行的各種實時數(shù)據(jù)，如發(fā)電機電壓電流、母線電壓、線路電流、變壓器溫度、功率、頻率等； 遙信：斷路器位置、刀閘位置、變壓器分接頭位置、瓦斯信號、各種事故及報警信號； 　　2.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理： 　　限值監(jiān)視和報警處理：多種限值、多種報警級別、多種告警方式、告警閉鎖和解除； 　　遙信信號監(jiān)視和處理：遙信變位次數(shù)統(tǒng)計、變位告警； 　　運行數(shù)據(jù)計算和統(tǒng)計：電量累加、分時統(tǒng)計、運行日報、月報、最大值、最小值、負(fù) 荷率、電壓合格率統(tǒng)計； 　　2.3操作控制：斷路器及刀閘的分合；變壓器分接頭調(diào)節(jié)；發(fā)電機調(diào)壓調(diào)速等. 　　2.4運行記錄：遙測越限記錄、遙信變位記錄、SOE事件記錄、設(shè)備投停記錄、遙控遙調(diào)操作記錄、保護(hù)定值修改記錄。 　　2.5保護(hù)信息：保護(hù)定值顯示及修改、保護(hù)運行狀態(tài)監(jiān)視、保護(hù)動作信息、自檢信息、保護(hù)故障錄波波形及事件記錄。 　　2.6人機界面：電氣主接線圖，實時數(shù)據(jù)畫面顯示，實時數(shù)據(jù)曲線顯示，畫面調(diào)用方式有菜單和導(dǎo)航圖，各種參數(shù)在線設(shè)置和修改，畫面拷貝和報表打印，各種記錄打印，畫面和表格生成工具。 　　2.7歷史數(shù)據(jù): 定期地將處理后的數(shù)據(jù)保留入歷史數(shù)據(jù)庫，以供趨勢分析、統(tǒng)計計算用。歷史數(shù)據(jù)存儲包括采集量和計算量，采樣頻率及存儲期限可由用戶自己設(shè)定，根據(jù)需要還可以進(jìn)行轉(zhuǎn)儲、備份。 　　2.8報表功能:根據(jù)實際需要，組織報表格式，報表數(shù)量及打印時間?？梢宰詣?、實時、在線生成日報，月報，年報等各類報表。根據(jù)需要可隨時打印，也可設(shè)置打印時間、打印頻率，到時間自動打印。報表組織一次，永續(xù)利用，同時提供歷史報表召喚、打印。 　　2.9棒圖顯示:可隨意組織棒圖，棒圖數(shù)據(jù)可以是任何模擬量，包括電壓、電流、功率等。 　　2.10趨 勢 圖:用戶可在線組織趨勢圖，觀察實時及歷史趨勢。觀察對象可以是任意的電壓、電流、功率等。 　　2.11事件管理:用戶能夠監(jiān)視和管理整個系統(tǒng)發(fā)生的事件，包括保護(hù)動作，報警及站內(nèi)其它事件,并可以設(shè)定存儲期限。 　　2.12報警及事件查詢:用戶能夠按時間、事件性質(zhì)及開關(guān)號查詢系統(tǒng)發(fā)生的事件。事件記錄存儲時間根據(jù)需要設(shè)定。 　　2.13操作員管理:為使系統(tǒng)安全可靠地運行、對能夠進(jìn)入系統(tǒng)的工作人員分級，不同級別人員只能進(jìn)入相應(yīng)安全級別，進(jìn)行相應(yīng)級別操作；同時對其所進(jìn)行操作進(jìn)行記錄存檔。 　　2.14事件實時打印:實時記錄事件和操作人員的各種操作及發(fā)生的時間等。 　　2.15 GPS校時功能：為GPS硬件對時提供網(wǎng)絡(luò)方式。GPS裝置只需給出一副接點，通過一個網(wǎng)絡(luò)，即可對所有設(shè)備提供硬件對時，避免為每一個設(shè)備提供一副接點及一對連線的麻煩。 　　2.16報警確認(rèn): 當(dāng)有報警發(fā)生時，彈出告警窗口并伴有聲音，提醒操作人員注意，經(jīng)操作人員手工確認(rèn)后報警窗口關(guān)閉，方便操作人員的監(jiān)控操作。 　　2.17保護(hù)系統(tǒng)功能：每條線路或主設(shè)備配備獨立的保護(hù)裝置，各單元間無直接電氣聯(lián)系?？赏ㄟ^保護(hù)裝置面板察看以下測量值：頻率、相電流、相/線電壓、有功及無功功率、負(fù)荷電流方向、繼電器輸入輸出接點狀態(tài)等。保護(hù)裝置具有故障錄波功能，對系統(tǒng)采集的擾動數(shù)據(jù)處理、保存，并可進(jìn)行波形顯示、故障分析打印等。具有強大的自檢功能，其自診程序可以方便準(zhǔn)確地顯示故障原因。整定方式靈活，既可通過控制面板整定又可通過整定軟件編程然后下載到繼電器中,可實現(xiàn)就地/遠(yuǎn)方定值整定功能。 　　3、 運行維護(hù) 　　3.1 數(shù)據(jù)備份 　　可定期或不定期的將工程數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。例如將工程文件文件夾（C:\＊＊＊_Project）和歷史數(shù)據(jù)記錄文件夾（D:\lgh）中的所有文件拷貝出來，以便需要時從備份中獲取數(shù)據(jù)。 　　3.2數(shù)據(jù)恢復(fù) 　　在操作系統(tǒng)和Intouch軟件正常運行時，如果出現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)運行不正常，可將備份文件拷貝到相應(yīng)文件夾進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。注意：在系統(tǒng)不正常期間可能丟失一些歷史數(shù)據(jù)。若判斷組態(tài)軟件出問題則可將組態(tài)軟件卸載并重新安裝。 　　3.3監(jiān)控系統(tǒng)的運行維護(hù) 　　定期打開任務(wù)管理器查看系統(tǒng)的運行情況如內(nèi)存使用，CPU占用率，并作記錄。及時終止除OPCLink、Histdata、Intouch8.0 View三個正常運行程序外的其他任務(wù)，防止系統(tǒng)運行速度變慢。 　　3.4上位機與下位機PCC通訊故障的處理 　　在一般情況下系統(tǒng)可自動恢復(fù)。如果不能自動恢復(fù)，檢查發(fā)現(xiàn)下位機Error燈亮，可按將其停電，大約30秒后再給電。如果下位機Run燈是亮的，可以登陸系統(tǒng)管理員，在Windows任務(wù)管理器中，使用PING命令測試網(wǎng)絡(luò)的連接情況，如Ping 192.168.0.99（PCC的IP地址）。如果網(wǎng)絡(luò)不通則檢查交換機、網(wǎng)線等設(shè)備和網(wǎng)線連接情況，直至故障排除。 　　3.5下位機與測控、保護(hù)裝置通訊故障的處理 　　當(dāng)上位機報警提示某臺保護(hù)裝置通訊故障時，首先檢查保護(hù)裝置運行是否正常、是否失電、保護(hù)單元的設(shè)置是否被改動；若都正常的情況下，再檢查下位機到保護(hù)單元的通訊接線（連接介質(zhì)是帶屏蔽的兩芯或三芯絞線電纜）是否斷開短路、RS232\RS485轉(zhuǎn)換器是否正常等。最后檢查下位機自身是否有問題。智能電度表、小電流接地系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)與下位機出現(xiàn)通訊故障時處理與以上相同。 　　4. 應(yīng)用效果 NPS-2000變電站自動化系統(tǒng)自投入運行以來，運行狀況良好，取得較好的效果： 　　4.1 減少了運行值班人員，改善了值班人員的工作環(huán)境，提高了工作效率，為實現(xiàn)無人值班、少人值守創(chuàng)造了有利條件。 　　4.2 自動化系統(tǒng)采集的信息量大，實時性強，分辨率高，故障、事故、越限、狀態(tài)變化等報警和歷史事件能自動記錄和打印，并能分辨出各種操作和保護(hù)的動作順序及時間，為值班人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，避免設(shè)備事故的發(fā)生起到積極預(yù)防作用；為事故情況下原因分析、及時消除隱患提供了充分的依據(jù)。 　　4.3 對于值班人員的任何操作，系統(tǒng)都嚴(yán)格檢查命令的合法性和閉鎖條件，拒絕執(zhí)行非法命令和不滿足閉鎖條件的操作指令，并提示拒絕執(zhí)行的原因，對于滿足條件的操作，還須進(jìn)行確認(rèn)，系統(tǒng)才執(zhí)行操作任務(wù)，杜絕了誤操作。 　　4.4 微機保護(hù)裝置準(zhǔn)確率高，靈敏性好，故障發(fā)生的位置、故障的類型可直觀、準(zhǔn)確的顯示，為及時事故處理提供可靠保障，避免事故的擴(kuò)大。 　　4.5 微機保護(hù)裝置比常規(guī)控制保護(hù)設(shè)備體積小、占地少，節(jié)省控制室占地面積，節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。 　　二、 結(jié)束語 　　NPS-2000變電站自動化系統(tǒng)在硬件上采用分層分布式結(jié)構(gòu)，在軟件上采用了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，使整個系統(tǒng)組態(tài)靈活、人機界面友好、功能齊全、使用方便以及便于維護(hù)。自2000年在3#機組投運以來，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，連續(xù)工作時間長，利用率高，為安全生產(chǎn)提供了可靠的保障。后來又在4#、5#（60MW）機組中使用,三臺機組之間通過網(wǎng)絡(luò)通訊,為系統(tǒng)調(diào)度提供實時信息和決策支持。目前，系統(tǒng)的高可靠性、高穩(wěn)定性使維護(hù)的工作量日趨減少，基本上達(dá)到免維護(hù)的要求。 作者單位：山東省郯城縣恒通化工熱電廠電儀車間 　 地址：山東省臨沂市郯城縣人民路305號　276100　 Email：dupeihua2003@163.com