沪西1000kV变电站和已运行的练塘500 kV变电站一体化建设实施方案

简 辉，王焕新

（湖南电力建设监理咨询有限责任公司， 湖南 长沙 410004）

沪西1000kV变电站和已运行的练塘500 kV变电站一体化建设实施方案

简 辉，王焕新

（湖南电力建设监理咨询有限责任公司， 湖南 长沙 410004）

“皖电东送”沪西1 000kV变电站（以下简称沪西站）与运行练塘500 kV变电站（以下简称练塘站）邻址合建，建成后两站合二为一，实现一体化监控和运行。沪西站建设期间，在确保练塘站安全稳定运行的前提下，同步开展练塘站500 kV系统改扩建和监控及自动化系统升级、改造、互联和切换工作。针对沪西、练塘两站邻址合建的特殊复杂性，制定两站一体化建设方案并成功实施，有关措施及经验可为后续类似工程建设参考、借鉴。

变电站；一体化；改扩建；监控；互联；切换

0 引 言

沪西站是皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程的受端变电站，与运行练塘站邻址合建，建成后两站合二为一，实现一体化监控和运行。沪西站投运后，练塘站的运行管理切换到沪西站。沪西站建设期间，同步开展练塘站 500 kV 系统改扩建和监控及自动化系统升级、改造、互联和切换工作。工程具有系统复杂、牵涉面广、施工调试难度高、停电过渡次数多、保障练塘站安全稳定运行压力大等特点。经各参建单位精心组织、通力协作，圆满完成了两站一体化建设任务。本文重点介绍练塘站 500 kV 系统改扩建、两站监控系统互联切换、两站自动化系统互联并机的有关措施及方法，总结提出了相关工作思路和实施流程。

1 工程概述

沪西站本期新建 2 台 1 000 MVA 主变，每台主变 500 kV侧分别直接接入相邻运行练塘站 500 kV 第 4 串、第 9 串，在练塘站扩建 2 个 500 kV HIGS 间隔(5043 单元与 5093 单元)，分别与已建成的枫练 5107 线、练亭 5147 线形成完整串，主接线如图 1 和图 2 所示。为合理安排工程建设进度，同时保证迎峰度夏期间电网供电可靠性，练塘站 500 kV 扩建工程分两步实施：第一步，按过渡运行状态建设，在特高压主变500 kV 侧未接入练塘站 500 kV 第 4 串、第 9 串时，先安装5043 HGIS 单元与 5093 HGIS 单元，在迎峰度夏期间，练塘站500 kV 第 4 串与第 9 串以完整串运行；第二步，特高压主变500 kV 侧具备接入练塘站的条件后，按工程最终投运状态，完善练塘站 500 kV 系统一、二次回路改接线。

图1 练塘站第4串主接线图

图2 练塘站第9串主接线图

沪西站按照一体化监控智能站设计，与练塘站统筹考虑，一体化布置，由一班人员进行运行管理，在调度端按一个站考虑，站内与调度端接口的各二次系统按一套系统建设，在沪西站建设过程中需同时完成练塘站原有监控及自动化系统的改扩建。沪西站投运后，练塘站的运行管理切换到沪西站。两站的监控及自动化系统需实现互联的设备包括：监控系统站控层网络及设备、五防工作站、数据网接入设备、远动装置、保护信息管理子站、电能计量系统、时钟同步系统、同步相量测量系统等。

2 练塘站500 kV系统改扩建实施方案

2.1 5043、5093间隔停电过渡施工

停电过渡施工计划安排应服从于工程整体进度计划需要，以确保施工安全及设备运行安全为前提，综合考虑电网运行方式需要及系统稳定性要求，统筹兼顾年度检修预试工作安排，科学合理地计划停电时间及停电次数。

5043、5093 间隔一次设备安装使用的施工机械主要是吊车和升降车，经核实各设备安装作业范围与带电体间的安全距离，起重机械与带电体的最小安全距离，不满足 DL 5009.3—1997《电力建设安全工作规程(变电所部分)》规定500 kV 电压等级安全距离为 8.5 m 的要求，500 kV II 母及相关设备停电后方可施工，5043 间隔扩建断面如图 3 所示。

图3 5043间隔扩建断面图

HGIS 设备须按 GB 50150—2006《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》要求进行交流耐压试验，耐压值高达666 kV，要求设备周围 6 m 范围内存在悬浮电位的金属件均应可靠接地，500 kV II 母因安全距离不满足要求应停电。

5043、5093 间隔新增二次设备及相应二次回路接入运行屏柜安装、调试，以及运行的 500 kV 母线保护屏，500 kV第 4 串和第 9 串的断路器保护屏、测控屏、操作继电器屏，500 kV 故障录波器屏等的改接线，均要求相对应的一、二次运行设备停电。

停电过渡施工计划安排详见表 1。

表1 500 kV系统停电施工计划安排

2.2 练塘站500 kV系统过渡运行措施。

为合理安排工程建设进度，同时保证迎峰度夏期间电网供电可靠性，在特高压主变 500 kV 侧未接入练塘站 500 kV 第4 串、第 9 串时，先安装 5043 HGIS 单元与 5093 HGIS 单元，在迎峰度夏期间，练塘站 500 kV 第 4 串与第 9 串以完整串运行。因此，与本工程最终投运状态相比，练塘站 500 kV 系统存在过渡状态，过渡期间的二次系统方案如下。

(1)500 kV 第 4 串与第 9 串以完整串运行，5042 单元与5043 单元之间，以及 5092 单元与 5093 单元之间，均需配置临时短引线保护。每串的短引线保护均为双重化配置，短引线保护为过流保护。每串的短引线保护采用继电器室搭建回路，各组 1 面屏安装在练塘 500 kV 继电器室的备用屏位上。待过渡阶段结束，拆除短引线保护屏，以及所有与短引线保护屏相关的电缆接线，分别改接入特高压 #2、#4 主变保护。

(2)由于 500 kV 第 4 串 5041 单元与 5042 单元之间出线为至 ±500 kV 枫泾换流站的枫练 5107 线，过渡阶段需对练塘站原有的 500 kV 最后断路器保护的跳闸判别逻辑做出修改，增加外部开关量开入，作为辅助判据，增加的外部开关量包括：第 4 串临时短引线保护动作出口信号，5043 断路器分相常开接点、分相常闭接点，5043 断路器机构本体非全相保护动作信号，5043 断路器操作箱 STJ 继电器动作信号。待过渡阶段结束，取消此部分判据，改为接入特高压 #2 主变电量保护及非电量保护动作信号，作为辅助判据。

(3)前期已投运的 5042 断路器保护故障录波信号、本期扩建的 5043 断路器保护故障录波信号、5043 断路器位置信号，以及前期已投运的 5092 断路器保护故障录波信号、本期扩建的 5093 断路器保护故障录波信号、5093 断路器位置信号，在过渡阶段需接入各自所在串对应的 500 kV 故障录波器中。待过渡阶段结束，再将此部分录波量全部接入对应的特高压主变故障录波器中。过渡阶段配置的临时短引线保护的电流量，保护动作录波量接入各自所在串对应的 500 kV 故障录波器中，待过渡阶段结束，拆除此部分电缆接线。

3 沪西与练塘两站监控系统互联切换方案

练塘站按照 IEC 61850(DL/T 860)标准建设，采用北京四方公司的 CSC2000V2 变电站自动化监控系统，沪西站在IEC 61850(DL/T 860)标准建设的基础上，采用北京四方公司的 CSGC3000SA 智能变电站一体化监控系统。沪西站投入运行后，练塘站的运行管理切换到沪西站。练塘站原有监控系统，通过练塘站计算机室站控层交换机，级联到沪西站计算机室站控层交换机，实现全站网络的互联互通，网络互联如图 4 所示。沪西与练塘两站监控系统互联切换，须保证练塘站的运行数据正确传输到新系统，从技术上保障新系统图库与练塘站运行设备的一致性；须充分考虑互联切换对运行系统的影响，确保练塘站安全稳定运行。监控系统互联切换，分为练塘站监控升级、沪西站调试、沪西站投运三个阶段。

3.1 练塘站监控系统升级阶段

在沪西站建设前期，先在练塘站装设一台沪西站新配置的主机，安装 CSGC3000SA 智能站监控软件，导入练塘站原有工程数据。升级完毕后，CSGC3000SA 主机与练塘站内运行的 CSC2000V2 监控系统并网运行，验证新系统图库数据的正确性。整个升级工作分为厂内升级及现场验证两部分。

(1)厂内升级。安装新主机操作系统、数据库、CSGC30 00SA 监控软件，准备一台测控装置用于模拟现场实际间隔；运行 CSC2000V2 转 CSGC3000SA 升级工具，导入练塘站最新工程备份。

(2)练塘站现场验证。现场临时增加一台 CSGC3000SA监控主机接入练塘站网络，与 CSC2000V2 监控主机对比验证：检查现场装置双网联通情况，通信是否正常；检查各间隔遥测实时数据是否刷新，是否与现场一致；检查各间隔一次设备状态、压板位置是否与现场一致；检查主接线、分图及报表是否与 CSC2000V2 监控主机一致；检查一次设备闭锁状态与五防主机是否一致，在五防主机开票，检查遥控询问五防功能是否正确。

图4 沪西站-练塘站站控层交换机网络互联示意图

练塘站现场验证期间，CSGC3000SA 新系统并网运行，进行功能验证及长期拷机，为练塘站运行、维护人员熟悉新系统提供机会，有利于届时练塘站切换到沪西站时的运行管理工作。

3.2 沪西站调试阶段。

练塘站升级到 CSGC3000SA 智能站监控系统后，沪西站调试等同于练塘站扩建，需对沪西站现场设备组态，增加沪西站间隔的分图，修改主画面等。在沪西站调试阶段，不进行沪西、练塘两站之间的网络级联，两站监控系统之间无物理的网络联通。因此，沪西站现场调试不会对练塘站的运行监控造成影响，不会影响练塘站的安全运行。沪西站调试工作主要包括：沪西站内监控系统二次屏柜安装；沪西站内监控系统二次电缆敷设、接线；沪西站内监控系统后台搭建、开通；将练塘站经过验证的 CSGC3000SA 主机迁移到沪西站调试现场，作为监控主机；沪西站监控系统画面制作、各项内容完善；站内测量、信号、控制对点。测控精度、控制闭锁逻辑等调试。

3.3 沪西站投运阶段

在沪西站投运阶段，通过模拟验证、监控互联并机、实操验证和监控切换，实现沪西、练塘两站监控系统互联切换。

3.3.1 模拟验证

在沪西站现场采用 5 台模拟计算机，将练塘站运行的193 台测控及保护装置均分至每台模拟计算机上，进行遥信、遥测、遥控功能的模拟验证。模拟验证的优点是在两站监控系统完全隔离的状态下，验证沪西站 CSC3000SA 监控系统对练塘站运行设备遥信、遥测、遥控功能的正确性，且练塘站无需停运，能有效保证练塘站安全稳定运行。

(1)模拟验证原理。采用模拟软件分析原始 SCD 文件(练塘站)，提取出各装置的 CID 模型文件，将该模型文件模拟成实际运行装置，沪西站各客户端视其为实际运行的测控及保护装置。在软件界面中解析出各数据集，对其中的遥信、遥测、遥控信息量进行核对。

(2)模拟验证应具备的条件：沪西、练塘两站的站控层交换机不连接，避免验证的信息量误发至练塘站监控后台；沪西站 CSGC3000SA 监控主机已导入沪西、练塘两站的所有数据，模拟最终的运行情况，进行压力测试；沪西站新增保护信息管理子站已连接，可同时进行保护信息验证；沪西站的五防主机包含沪西、练塘两站的所有闭锁逻辑；调度通道已开通，沪西站远动主机包括沪西、练塘两站的数据，可同时核对调度端所需练塘站的开关刀闸信息，此时练塘站的开关刀闸信息不会发生实际变位，采取模拟发送核对；从练塘站迁移至沪西站的 1 台 CSC2000V 监控主机为工程师站，与练塘站实际运行环境相同，用与沪西站 CSGC3000SA 监控主机进行信息比对。

(3)模拟验证主要内容。对导入模拟计算机内练塘站的测控硬接点开入、保护动作软信号等遥信、遥测量，进行模拟验证，要求所有信息量均正确；通过沪西站新配置的五防主机，在沪西站 CSGC3000SA 监控主机和练塘站 CSC2000V 监控主机(从练塘站迁移至沪西站)上分别对模拟计算机上所有可控设备进行遥控操作，要求所有遥控点均正确动作；在模拟计算机上，将练塘站开关刀闸位置信号和模拟量信号上传调度端进行信号核对，应无误。

3.3.2 两站监控互联并机

(1)互联应具备的条件：沪西站监控及自动化系统安装、调试及验收消缺工作已完成，沪西站对练塘站模拟验证工作已完成，相关验收记录、验证报告齐全；5 台模拟计算机应退出，避免误发信号影响运行；关闭沪西站 CSGC3000SA 监控系统的遥控功能，做好安全措施；沪西站主控室无其他影响监控互联的工作；

沪西站主控室无关人员撤离。

(2)互联并机主要工作如下。

①完成练塘、沪西两站监控系统联络光纤接线、调试，开通级联网络，两站成为统一网络；

②互联期间，不开放沪西站对练塘站的所有遥控出口，确保练塘站运行安全；

③在沪西站对练塘站 CSC2000V2 监控系统进行功能验证，验证项目包括：检查现场装置双网联通情况，通信是否正常；检查各间隔遥测实时数据是否刷新，是否与现场一致；检查各间隔一次设备状态、压板位置是否与现场一致；检查主接线、分图及报表是否与 CSC2000V2 监控主机一致；检查一次设备闭锁状态与五防主机是否一致，在五防主机开票，检查遥控询问五防功能是否正确；检查沪西站新增保护信息子站通信是否正确；检查监控画面的开关刀闸位置与调度端收到的位置是否一致；

④互联后，施工单位撤场，沪西站移交运行单位管理；

⑤互联期间，沪西、练塘两站的监控系统并列运行。

3.3.3 实操验证

实操验证期间，开放沪西站对练塘站的遥控出口，在沪西站主控室 CSGC3000SA 监控后台操作遥控，实际验证练塘站开关刀闸动作情况，有两种验证方式。

(1)在 5043、5093 扩建间隔第 5 阶段停电期间，对停运设备进行遥控传动，实际验证开关刀闸动作情况。

(2)对不停运设备采取实操验证到遥控出口，断开开关刀闸的操作回路，只在测控装置的遥控端子上检测动作信号，不传动到开关刀闸本体。

3.3.4 两站监控切换

实操验证无误后，进行两站监控及远动主机切换，实现从练塘站的运行管理向沪西站的切换。

(1)监控主机的切换。练塘站 CSC2000V2 监控系统直接断网，退出运行，断网后检查沪西站监控后台无异常即可。

(2)远动主机的切换。向各级调度申请切换获批后，采用无缝切换的方式进行，练塘站远动主机 A、B 机轮流断网，沪西站远动主机 A、B 机轮流接入，保证现场至调度端信息传输不中断。

4 沪西与练塘两站自动化系统互联并机方案

沪西、练塘两站一体化建设还涉及到五防工作站、数据网接入设备、远动装置、保护信息管理子站、电能计量系统、时钟同步系统、同步相量测量系统等自动化系统的互联并机工作，实施方案如表 2 所示。

表2 自动化系统互联并机实施方案

5 结 语

沪西与练塘两站电压等级高、规模大、系统地位极为重要，在确保练塘站安全稳定运行的前提下，成功组织实施了两站一体化建设，实现了练塘站的运行管理向沪西站平稳切换，确保了皖电东送工程按期启动及带电，其建设成果有多方面的经验值得总结、推广。

(1)练塘站 500 kV 系统改扩建工程涉及停电过渡施工，基建方应充分听取运行、检修及调度部门的意见，编制科学合理的停电过渡施工方案和停电计划，停电计划安排应服从于工程整体进度计划需要，以确保施工安全及设备运行安全为前提，综合考虑电网运行方式需要及系统稳定性要求，统筹兼顾年度检修预试工作安排，科学合理地计划停电时间及停电次数。

(2)练塘站 500 kV 系统改扩建工程因地制宜地提出过渡运行方案，增加临时短引线保护，实现了迎峰度夏期间练塘站 500 kV 第 4 串与第 9 串以完整串运行，保证迎峰度夏期间电网供电可靠性，同时满足整体工程建设进度需要，确保500 kV 配套工程率先投运，为皖电东送工程启动调试创造了有利条件。

(3)沪西与练塘两站监控系统互联切换，要实现无缝衔接，保证练塘站安全稳定运行。事前应周密策划，制定科学、合理的设计、施工、厂家调试方案；事中严格执行练塘站监控升级、沪西站调试、沪西站投运三个阶段的每项工作程序，监理、调试、厂家、运行单位共同见证把关每一个环节的工作质量；事后及时总结、分析、解决存在的问题。

(4)模拟验证与实操验证相结合，相互印证，模拟验证是监控互联并机的前提，实操验证是监控切换的前提。模拟验证的优点是在两站监控系统完全隔离的状态下，验证沪西站CSC3000SA 监控系统对练塘站运行设备遥信、遥测、遥控功能的正确性，且练塘站无需停运，能有效保证练塘站安全稳定运行。实操验证的另一种方式是在测控装置的遥控端子上检测动作信号，不传动到开关刀闸本体，同样可在设备不停运状态下完成验证工作。

(5)重点抓好两站监控系统互联切换工作，同步跟进完善两站的五防工作站、数据网接入设备、远动装置、保护信息管理子站、电能计量系统、时钟同步系统、同步相量测量系统等自动化系统的互联并机工作，保证各系统工作正常，实现两站真正意义上的融合。

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通信地址：湖南省长沙市天心区五凌路169号康园大厦1405室。

TU712

B

1007-4104(2015)10-0069-05

2015-06-09

简辉(1987—)，男，本科，助理工程师，主要从事输变电工程建设监理及工程技术管理工作；王焕新(1969—)，男，本科，高级工程师，主要从事输变电工程建设监理及工程技术管理工作。