核電廠500kV開關站NCS系統主機改造

常森偉　楊耀輝　許宏偉

摘要 ：本文介紹了某核電廠500kV開關站NCS系統主機改造的原因和改造方法。詳細闡述了NCS主機改造過程中的試驗內容以及改造過程中遇到的問題和解決方法。

關鍵詞 ：NCS 主機 改造

1 、NCS系統概況

某核電廠500kV開關站NCS系統采用國電南瑞提供的NS2000計算機監控系統，整個監控系統基于雙以太網構建，分為兩個部分：間隔層采用西門子公司的SICAM1703系統，分布在500kV開關站繼保間及3、4號機組繼保間。間隔層設備AM1703通過其I/O模板完成本間隔的測量、監控、同期以及防誤閉鎖，并通過雙以太網連接到本小室的交換機上。站控層系統由國電南瑞提供，計算機采用SUN工作站，包括4臺操作員站、2臺主機、1臺工程師站，1臺網關機；用于兩級調度通信的2臺遠動通信裝置AK1703，為西門子公司提供的設備。同時在控制室還配置了公用信息管理機NSC300，完成與各小室微機保護、電度表、直流監視系統、絕緣監視系統等站內其它IED的通信。由于NCS的結構基于“分布式計算機環境”概念，采用網絡結構，硬件設備可以在不影響系統其余部分正常運行的情況下，采用簡單方式進行替換，升級和擴充，而不需對軟件作任何修改。

2 、NCS投運后的運行情況

在NCS系統投運初期，整個系統運行狀況良好，直觀的監控界面、安全可靠的遙控操作方式都給運行帶來了極大的幫助。但是在運行幾年后，NCS系統兩臺主機開始陸續出現一些故障，導致系統中存在主機不可用的問題，雖然產生這樣的故障后系統仍然保持正常運行，但是系統的可靠性大打折扣，一臺主機故障期間如果另一臺主機也發生故障，則整個NCS系統將不可用，這對500kV開關站的運行將產生重大的影響。

從以上故障分析中看出，NCS主機故障基本上都是由于硬件問題而導致的。經過向其他電廠、變電站調研，同一型號的SUN服務器運行情況都不是很好，或多或少都存在一些問題。由于該機型問題普遍，且廠家已經停產，考慮到NCS系統今后的運行和維護，決定對SUN的T2000型服務器進行更換。經過多方調研及南瑞廠家的推薦，最終決定采用富士通TX150來取代原來的SUN T2000。

3 、NCS系統主機改造實施

NCS主機作為NCS系統站控層的核心部分，負責整個系統的數據庫、通信、用戶管理以及數據、邏輯運算與處理，在500kV開關站正常運行的條件下，在更換NCS主機的過程中必須時刻保持NCS系統中至少有一臺主機在運行狀態，維持NCS系統的正常運行。綜合考慮后確定主機更換改造的方案要點如下：

（1）從原主機備份數據庫、畫面、系統配置文件。

（2）對富士通主機上電，導入系統數據庫、畫面、配置等文件后進行拷機試驗。

（3）對兩臺主機進行逐臺更換。

（4）主機更換完成后進行試驗，驗證系統在更換主機后各項功能正常。

3.1 NCS系統主機更換過程

老的SUN主機是SPARC平臺，新的富士通主機是X86平臺，同一系統中不能出現兩個不同平臺的主機，因此不能簡單的直接拿一臺富士通主機換下一臺SUN主機。

采取的方法是將系統中所有操作員站、工程師站的B網斷開，同時將原主機二的A網也斷開，此時由原主機一通過A網帶整個系統。然后將新主機二接入B網，核對新主機二與原主機一之間的數據庫及實時數據是否一致。在確認無誤后將操作員站、工程師站的A網斷開接入B網，由新主機二通過B網帶整個系統，核對各個節點的實時數據，確認無誤后將原主機一撤下，換上新主機一，然后恢復A網，至此更換主機的工作完成。

由于主機從SPARC平臺更換到了X86平臺，系統中各個節點的后臺軟件也要進行相應的版本升級。主機的后臺軟件版本升級要在掛網之間完成，操作員站、工程師站要在斷開A網之后接入B網之前完成，逐臺升級后掛入B網，全部完成后恢復A網，檢查系統的運行情況。

3.2 NCS主機更換完成后需進行的試驗

NCS主機更換完成后，由于機型、操作平臺、后臺軟件版本都進行了變更，因此要進行一系列的試驗來驗證主機更換后是否存在意料之外的問題。試驗內容主要有以下幾項。

（1）畫面顯示檢查。要求在主機一、二及所有操作員站、工程師站上分別打開所有畫面進行檢查。

（2）遙信變位試驗。在每個間隔隨機抽檢若干遙信量。

（3）遙控試驗。在遙控試驗之前必須根據現場一次設備狀態進行有效的安措，防止遙控命令發到一次設備上，造成開關或刀閘的誤合誤分，還要核對遙控邏輯關系表與遙控點表的一致性。

（4）雪崩試驗。同時模擬16個遙信變位，在NCS后臺檢查事件記錄，16條遙信變位記錄應該都能被正確記錄。

（5）SOE分辨率試驗。選擇3個遙信，分別按照2ms和1ms的時間間隔依次觸發3個遙信變位，在NCS后臺檢查事件記錄，3條遙信變位記錄順序正確，時間間隔應該滿足要求。

（6）打印功能試驗。在各個操作員站選擇畫面、報表、事件記錄進行打印試驗，確認打印程序正常。

3.3 NCS主機改造過程中遇到的問題及解決方法

在NCS主機改造的過程中，先后遇到了一些問題。

（1）NCS主機擴展顯卡安裝問題導致主機電腦不能正常開機。國電南瑞公司對原裝富士通服務器進行了顯卡升級，增加獨立顯卡來滿足系統運行的需要，但是一開始顯卡的安裝方式為卡扣式安裝，顯卡不能很好地固定在卡槽內，后來更換顯卡，采用螺絲擰緊的固定方式解決了此問題。

（2）在新主機上恢復備份數據庫后核對數據庫點表時發現遙測、遙脈系數沒有恢復備份，國電南瑞進行分析后認為造成此問題的原因是由于軟件操作平臺及數據庫程序版本不同造成的，需要在新數據庫中手動將遙測、遙脈系數輸入進去。為確保其他數據沒有此問題，對數據庫中所有點表進行了比對，確認無誤。

（3）在更換NCS主機的過程中，在原主機一通過A網帶整個系統，新主機二連接B網的狀態下，檢查發現主機二與間隔層B網不能正常進行數據交換，只有鏈路測試報文，而沒有數據傳輸報文。經過反復試驗檢查發現間隔層B網通信配置與A網有所不同，更改配置后進行試驗，B網能夠正常進行數據交換。此問題是由于調試期間沒有進行單網運行試驗而造成的，這也提醒我們在調試期間一定要把各項試驗做細，做完整。

（4）NCS主機更換完成后部分報表無法正常打開。經檢查發現是由于后臺程序升級，原數據庫程序與后臺程序不兼容，報表內存分配與原程序不同，國電南瑞對數據庫程序進行升級后所有報表均能正確打開。

（5）在進行打印試驗時發現只能打印事件記錄，畫面、報表等都不能打印。經檢查發現新后臺程序中打印模塊存在一些問題，國電南瑞對打印模塊程序進行了升級后打印功能正常。

以上這幾個改造過程中遇到的問題，大部分都是由于操作平臺更換，程序升級后造成的程序之間的配合問題，這雖然在主機改造前可以預見到會存在這方面的問題，但具體到哪里會出問題還是難以判斷的，因此在主機更換完成后的試驗要格外的仔細。

4 、結束語

NCS系統的正常穩定的運行，對500kV開關站的穩定運行提供了有力的保障，NCS主機改造的完成大大提高了NCS系統的穩定性。雖然在改造實施前，維修技術人員和廠家人員做了很多的工作，制定了詳細的改造實施步驟，做了充分的事故預想和風險分析，但是在整個改造過程中還是遇到了一些意想不到的問題，經過多方努力解決了這些問題，確保了NCS主機改造的順利完成。此次改造也使維修人員對NCS系統有了更深一層的了解，為今后對NCS系統的維護提供了很大的幫助，此次改造中的一些分析問題以及現場施工組織的方式方法也可供今后其他改造項目借鑒。

作者簡介：

常森偉（1983-）男 河南 工程師 碩士研究生 從事核電廠電氣調試、維修及管理工作。