浅谈NCS系统在电厂中的应用

浅谈NCS系统在万州电厂中的应用
摘要
NCS的全称是Network Control System，主要是在远方后台操作升压站（变电站）里的断路器、隔离开关、接地刀闸和升压站里的电流、电压、功率等采集量的反馈监视。

升压站里的所有断路器、隔离刀闸、地刀的反馈接点都要通过它来送到集控室，升压站里所有的断路器也是通过它来进行合环。

升压站网控间的所有保护动作或保护装置的异常情况也要送到NCS后台来，以便运行人员随时掌握升压站里的情况。

关键词：系统控制监视
1.引言
电厂微机元件保护、微机线路保护、微机控制与测量装置已普遍采用，且这些装置大都配有通讯接口，其通讯功能也愈趋增强，这样采用计算机监控系统对这些设备进行监控变成了一种必然趋势，所以自1998年12月国电公司出台“网络计算机监控系统设计技术规定”（征求意见稿）起，国内许多电厂已实施了网控（升压站）自动化控制。

升压站网络监控系统（NCS）作为全厂控制系统的一个子站，与DCS等其它系统一起构成完整的电厂自动化系统，形成对全厂的生产管理与发电控制，从而能使全厂的自动化水平上升到一个新的台阶。

2.NCS系统结构
站控层由主机及操作员工作站（主计算机1）、控制主机及操作员工作站（主计算机2）、工程师站、五防工作站、与电能量计费采集系统的接口、与故障信息子站接口、公用接口设备、网络打印机等设备构成，采用双重化光纤以太网网络配置，形成网络系统监控、管理中心。

间隔层设备由I/O采集单元、主控单元、保护管理机、通信接口等设备构成，主控单元为双机冗余配置，I/O采集单元与主控单元间采用双重化工控网网络配置（间隔层网络），电气智能装置（如直流、UPS等装置）以61850规约转换通过通信处理单元接入间隔层网络，主控单元通过光纤以太网与站控层连接。

3.系统功能
NCS系统能完成对我厂网络部分电气设备的监测、控制等各种功能，以满足各种运行工况要求。

升压站计算机监控系统（NCS）有如下功能：
3.1 实时数据的采集与处理
采集的信号按类型分为模拟量、脉冲量和开关量。

3.1.1 模拟量：
模拟量采集包括以下内容：
线路三相电流、电压；线路有功功率(双方向)、无功功率(双方向)；母线电压、频率；网络110V直流系统蓄电池和充电器电流、电压，直流母线电压；发电机有功功率、无功功率(双方向)、电流、电压、发电机转子电流；主变高压侧有功功率、无功功率(双方向)、电流、电压；高厂变高压侧有功功率、无功功率(双方向)、电流；启备变高压侧有功功率、无功功率(双方向)、电流；启备变有载调压分接头位置、电流；厂用母线电压。

3.1.2 电度量：
电度量采集包括以下内容：
出线的双向有功电度，无功电度；主变、高厂变、启备变有功电度，无功电度；发电机出口侧有功电度，无功电度(双方向)。

3.1.3 开关量（遥信）：
开关量：开关量应按扫描周期定时采集。

开入信号以空接点方式引入，经过光电隔离后转换成数字信号进入装置，信号定义可以自由配置。

开入量信号经过硬件滤波回路和软件防抖算法的处理，能有效的滤除外部干扰。

装置可以设置防抖时限，如下图所示，当有干扰串入，信号发生抖动时，在防抖时限内的信号被忽略，不会误。

判为信号变位。

每一信号的防抖时限可整定为0-30s，以确保信号的准确性。

装置定时查询一次信号状态，有变位即进行记录。

作为一个厂站遥信量采集大致包括以下内容：
全厂事故总信号；500kV断路器、隔离开关、接地刀闸位置状态；500kV断路器操作机构信号；500kV线路保护动作及重合闸信号；500kV母线的保护动作信号；保护装置动作、报警信号；故障录波器故障信号；自动装置异常信号；开关就地/远方状态；网络110V直流系统异常信号以及开关状态信号；发变组主保护动作及DCS远方控制信号；发电机组热力系统重要事故信号；机炉协调控制系统运行状态信号等。

3.1.4 遥控及遥调量：
遥控及遥调量采集包括以下内容：
断路器、电动隔离开关、电动接地刀闸的分合；启备变有载调压分接头调节。

3.1.5 控制操作
遥控操作过程：根据控制命令实现断路器的分/合、隔离刀闸的分/合、接地刀闸的分/合等各种控制信号。

为了保证遥控输出的可靠性，每一遥控对象都有三个继电器完成，输出都有两个CPU执行，并增加闭锁控制电路，由控制电路来控制遥控的输出。

另外装置都具有硬件自检闭锁功能，以防止硬件损坏导致误出口。

装置处于远方时，遥控命令可以是后台监控系统通过103规约或者61850规约发给装置，处于就地位时，可以再装置LCD上进行就地操作。

一次遥控的操作过程：
1) 通过后台监控系统或者就地操作发送选择命令。

2）装置的逻辑功能进行判断，回复选择成功或失败原因。

3）若选择成功，后台监控系统或就地操作发出执行命令，否则发送取消命令。

装置系统的逻辑功能进行判断，回复执行成功或失败的原因。

4. 同期
网络计算机监控系统具有同期功能，同期功能宜在间隔层完成。

同期方式为分散同期方式，不同断路器的同期指令之间相互闭锁，以满足一次只允许一个断路器同期。

同期操作过程有发令、参数计算及显示、确认等交互形式。

操作过程
及结果自动记录。

5. 防误闭锁
为保证控制操作的安全可靠，NCS系统设有安全保护措施，实现操作出口的跳、合闸闭锁、操作出口的并发性操作闭锁及键盘操作时的权限闭锁，在站控层和间隔层均有断路器、隔离开关和接地刀闸的防误操作闭锁功能。

对所有操作命令的合法性和闭锁条件进行检查和控制，对非法命令和不满足闭锁条件的控制操作拒绝执行，将在LCD屏幕上说明拒绝执行的原因以提示运行人员。

NCS系统配有五防编码锁，设有模拟操作功能，并将正确的操作顺序输入五防编码锁。

220kV 线路间隔出线侧配置高压带电显示器。

高压带电显示装置与微机五防系统配合，在合线路地刀或线路接地线之前，电脑钥匙至带电显示装置中安装的检电锁采集信号。

如线路有电，验电不通过，地刀锁不能打开，不可合地刀。

如线路无电，验电通过，地刀锁可打开，可合地刀。

6. 画面生成及显示
LCD能显示NCS监控范围内各电气设备运行状态的全部实时信息，包括系统运行状态、设备参数、实时数据、历史数据和各种操作指导等。

各LCD终端应能显示系统不同的实时信息，并可同时和单独的提供报告和画面显示。

7. 系统报警
NCS系统显示画面能区分事故变位和操作变位。

当所采集的模拟量发生越限、数字量变位以及NCS系统自诊断故障时报警。

当重要的模拟量越限或SOE量变位，自动推出相关事故报警画面和提示信息，并自动起动事件记录打印机，具有人工确认、自动或手动复归。

事故报警和预告报警采用不同颜色，不同音响加以区别。

8. 结论
NCS系统在电厂中的合理利用，例如NCS系统中的顺控在电厂、变电站中的应用，能进一步提高电厂智能化程度。

在未来几年内，电力系统智能化是电力行业发展的一大趋势。

在智能化变电站的基础上，提高变电站自动化系统的信息应用水平，实现智能电网的跨越，因此，现提出了智能电网的目标。

统一数字化变电站的信息标准，加强变电站的管理水平，实现由变电运行一区向二、三、四区
的资源整合，在站控层增加综合应用服务器、图形网关机和通信网关机等实现变电站信息平台的一体化，实现了全站信息数字化。

参考文献
PCS9700系列测控说明书南瑞继保 2009.10.20。