變電站“大集控”模式下的防誤系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李可競(jìng) 謝 明 王文杰

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

變電站“大集控”模式下的防誤系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)與應(yīng)用

李可競(jìng) 謝 明 王文杰

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司“十二五”發(fā)展規(guī)劃關(guān)于“三集五大”的發(fā)展要求，變電站實(shí)現(xiàn)“大集控”成為一個(gè)必然趨勢(shì)。基于此，論述了現(xiàn)有單一變電站防誤系統(tǒng)和傳統(tǒng)集控站防誤系統(tǒng)的特點(diǎn)和不足，分析了“大集控”模式對(duì)防誤系統(tǒng)的需求，指出了在利用現(xiàn)有資源的基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)改造方案，該方案特別適合于“大集控”管理模式，有效解決了以往集控站中存在的問題。通過一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，進(jìn)一步闡述了該方案的優(yōu)越性。

變電站；大集控；防誤；設(shè)計(jì)；實(shí)例

1 引言

隨著科技和電網(wǎng)的飛速發(fā)展，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了“三集五大”的發(fā)展要求，這也是國(guó)家電網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。這其中之一就是大運(yùn)行，對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度和設(shè)備運(yùn)行集控功能實(shí)施集約融合、統(tǒng)一管理。因此變電站包括超高壓變電站的少人或無人值守已是一個(gè)必然的選擇。為了適應(yīng)這種發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變，滿足“大集控”實(shí)現(xiàn)集中控制、 統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一檢修運(yùn)行方式的要求，變電站綜合自動(dòng)化改造和“大集控”防誤建設(shè)成了一個(gè)首要解決的問題。

2 現(xiàn)有單一變電站防誤系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)組成及特點(diǎn)

單一變電站現(xiàn)在的防誤系統(tǒng)分為三類：離線式微機(jī)防誤系統(tǒng)、在線式微機(jī)防誤系統(tǒng)和綜合式微機(jī)防誤系統(tǒng)。其中綜合式微機(jī)防誤系統(tǒng)是目前廣泛應(yīng)用的誤系統(tǒng)，它融合了離線式和在線式兩種方式的優(yōu)點(diǎn)。通常由防誤主機(jī)、防誤鎖具、閉鎖終端等組成。如圖1所示。防誤主機(jī)中存儲(chǔ)了使用本系統(tǒng)的變電站的主接線圖及防誤規(guī)則，系統(tǒng)可以得到現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備實(shí)際狀態(tài)。但它只能對(duì)本站設(shè)備進(jìn)行防誤閉鎖，因此無法滿足“大集控”發(fā)展的要求。

2.2 模擬預(yù)演

當(dāng)運(yùn)行人員接到操作任務(wù)進(jìn)行模擬預(yù)演時(shí)，如果被點(diǎn)擊的設(shè)備的操作符合“五防”邏輯則該操作加入到操作票中，如果被點(diǎn)擊的設(shè)備的操作不符合“五防”邏輯則拒絕將該操作加入到操作票中，并給出拒絕加入的原因；預(yù)演結(jié)束后可通過傳輸適配器將所預(yù)演的操作票內(nèi)容傳輸?shù)诫娔X鑰匙中，打印出操作票，運(yùn)行人員就可以持操作票及電腦鑰匙到現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)操作

運(yùn)行人員按照操作票的順序進(jìn)行操作，當(dāng)遇到需要手動(dòng)操作的一次設(shè)備時(shí)，按照電腦鑰匙的提示將電腦鑰匙插入相應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，通過其探頭（有線或無線）檢測(cè)操作的對(duì)象是否正確，若正確則顯示正確提示信息，同時(shí)開放其閉鎖回路或機(jī)構(gòu)，這時(shí)就可以進(jìn)行倒閘操作；當(dāng)遇到需要由監(jiān)控系統(tǒng)操作的設(shè)備時(shí)，則應(yīng)按照電腦鑰匙的提示將電腦鑰匙插回到傳輸適配器的傳輸口，監(jiān)控操作結(jié)束并且設(shè)備實(shí)際變位后，按照提示從傳輸適配器上拔下電腦鑰匙，然后繼續(xù)下一步操作；當(dāng)遇到需要對(duì)遙控閉鎖控制器或遙控閉鎖裝置解鎖的操作時(shí)，則應(yīng)按照電腦鑰匙的提示將電腦鑰匙插回到傳輸適配器的傳輸口，待解鎖成功后再進(jìn)行操作（手動(dòng)或電動(dòng)）；若在操作過程中將電腦鑰匙插入錯(cuò)誤的編碼鎖內(nèi)，則不能進(jìn)行開鎖操作，同時(shí)電腦鑰匙發(fā)出持續(xù)的報(bào)警聲以提醒操作人員，從而達(dá)到強(qiáng)制閉鎖的目的。全部操作結(jié)束后將電腦鑰匙插回傳輸適配器傳輸，將操作結(jié)果回傳[1]。

圖1 綜合式微機(jī)防誤系統(tǒng)

3 傳統(tǒng)集控站防誤系統(tǒng)

傳統(tǒng)集控站防誤模式，如圖2。在保持各子站（單一變電站）原有五防系統(tǒng)不變的情況下，增加主站設(shè)備及與各子站的通信網(wǎng)絡(luò)，投資省。可以滿足集控站操作的一般要求。其缺點(diǎn)是：

（1）集控主站、子站數(shù)據(jù)各自分別保存，當(dāng)有數(shù)據(jù)修改時(shí)需在兩方同時(shí)修改，維護(hù)工作量較大。

圖2 傳統(tǒng)集控防誤模式

（2）只適合一個(gè)集控中心的集控站情況。這不能滿足“大集控”的要求。

4 “大集控”模式對(duì)防誤系統(tǒng)的需求分析

在“大集控”站模式下，由于運(yùn)行管理和操作方式較以前有了顯著的變化，對(duì)主站、子站及二者之間的通訊等方面的防誤功能提出了新的需求。

4.1 “大集控”主站的防誤功能需求

（1）主站應(yīng)能顯示各子站的一次主接線圖，應(yīng)具備各子站的五防閉鎖邏輯判斷功能， 具備本地和遠(yuǎn)方兩種防誤傳輸功能。

（2）主站與子站裝置應(yīng)具備實(shí)時(shí)在線對(duì)位功能，為防誤邏輯判斷提供保證。

（3）應(yīng)能通過信息回傳等方式以跟蹤現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的變化。

（4）主站裝置應(yīng)具備軟閉鎖和硬閉鎖兩種功能。其中軟閉鎖就是通過通信傳輸可分別完成與各子站、主站監(jiān)控系統(tǒng)、主站操作票專家系統(tǒng)等之間的通信，實(shí)現(xiàn)防誤閉鎖遙控操作等功能。硬閉鎖就是利用遙控控制回路硬結(jié)點(diǎn)閉鎖功能，以防止因軟硬件故障和各種干擾發(fā)生時(shí)，造成誤操作的嚴(yán)重后果。

（5）支持站間閉鎖功能。

4.2 “大集控”子站的防誤功能需求

（1）具備獨(dú)立的微機(jī)防誤功能。配置符合站內(nèi)實(shí)際情況的防誤鎖具及附件，可保證未經(jīng)集控中心的五防系統(tǒng)在子站內(nèi)仍能完成防誤操作。

（2）實(shí)現(xiàn)與集控中心之間的完善的通信功能。

（3）與本地監(jiān)控系統(tǒng)的兼容，并對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的操作實(shí)施閉鎖[2]。

5 新型“大集控”模式下的防誤系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)

5.1 設(shè)計(jì)原則

以安全為前提，充分利用現(xiàn)有單一變電站防誤系統(tǒng)和傳統(tǒng)集控站防誤系統(tǒng)的有利資源，滿足“大集控”模式對(duì)防誤系統(tǒng)的各項(xiàng)需求。

5.2 設(shè)計(jì)方案

為了滿足“大集控”模式對(duì)防誤系統(tǒng)的各項(xiàng)需求，提出基于五層防線理論的五防服務(wù)器閉鎖模式，為操作的全過程提供了全方位的安全。由五防服務(wù)器對(duì)外提供本站相關(guān)的所有五防服務(wù)，保證數(shù)據(jù)的惟一性。具體設(shè)計(jì)方案[2]如圖3所示。這種方案就是在監(jiān)控中心增加高性能計(jì)算機(jī)作為五防服務(wù)器，服務(wù)器與各級(jí)防誤層有穩(wěn)定的通信網(wǎng)絡(luò)，且具備雙機(jī)冗余功能，保證正常操作。

圖3 “大集控”模式下的防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

5.3 方案特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的集控站防誤系統(tǒng)相比，該方案具有以下特點(diǎn)：

（1）系統(tǒng)具有完備的五層防線，即權(quán)限管理、惟一操作權(quán)管理、模擬預(yù)演、實(shí)時(shí)邏輯判斷、閉鎖元件五個(gè)方面，能多層防范誤操作的發(fā)生。

（2）數(shù)據(jù)具有惟一性，且全面共享。服務(wù)器集中管理所有子站的數(shù)據(jù)，為其提供五防功能服務(wù)。

（3）操作協(xié)同。方案為多任務(wù)提供了可靠的協(xié)同操作方式，為多任務(wù)的并行操作及相互閉鎖，提供了可靠的保證。

6 應(yīng)用實(shí)例

6.1 整體布局

為了適應(yīng)大集控的發(fā)展要求，某局在自己的管轄范圍內(nèi)建立了1個(gè)監(jiān)控中心，在原有的3個(gè)集控站設(shè)立了防誤操作一級(jí)工作站，同時(shí)根據(jù)區(qū)域的特點(diǎn)建立了7個(gè)基地站作為防誤操作二級(jí)工作站。通過以上布局，共同管轄所屬的17個(gè)變電站，即防誤操作子站。

6.2 具體實(shí)施

具體實(shí)施方案如圖4所示。該方案的正確實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了以下防誤功能。

圖4 應(yīng)用實(shí)例

（1）集控站/基地站具備各個(gè)子站的五防閉鎖功能。

（2）集控站/基地站、子站均可進(jìn)行模擬預(yù)演、傳票，在現(xiàn)場(chǎng)操作完畢后，可在任意子站回傳，保證一次主接線圖上的設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的一致。

（3）遠(yuǎn)方遙控操作及現(xiàn)場(chǎng)操作均具備完善的五防閉鎖功能。

（4）站間閉鎖功能。在整套集控站系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了完善的站與站之間聯(lián)絡(luò)線上設(shè)備的閉鎖。

7 結(jié)論

（1）該方案的核心就是增加了一個(gè)具有五防功能的五防服務(wù)器。有效的解決了“與各子站狀態(tài)同步、唯一操作權(quán)、遙控操作閉鎖、站間閉鎖、數(shù)據(jù)惟一性”等以往集控站中存在的問題。

（2）該方案的最大特點(diǎn)就是適用于集控站規(guī)模龐大，多級(jí)集控的“大集控”管理模式，滿足了國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“大運(yùn)行”的發(fā)展需要。

（3）該方案實(shí)現(xiàn)了集控中心主站具備各子站的微機(jī)防誤功能。

（4）該方案完善了站與站之間聯(lián)絡(luò)線上設(shè)備的閉鎖功能，有效地防止了兩個(gè)有聯(lián)絡(luò)設(shè)備的站之間操作時(shí)，出現(xiàn)本側(cè)有負(fù)荷對(duì)側(cè)掛接接地線/合接地刀或本側(cè)有接地線/地刀對(duì)側(cè)合刀閘等惡性事故的發(fā)生。

[1] 珠海優(yōu)特電力科技股份有限公司.UT-2000IV型微機(jī)防誤操作系統(tǒng).2010.1.

[2] 珠海優(yōu)特電力科技股份有限公司.JOYO-J型集控站微機(jī)防誤操作系統(tǒng)選型指南.2008.1.

Transformation and Application of the “Big-Centralized Control”Substation Anti-misoperation System

Li Kejing Xie Ming Wang Wenjie
(Huangshi Electric Power Bureau, Huangshi, Hubei 435000)

According to “twelve-five”planning of state grid，it is inevitable trend to substations are“Big-Centralized Control” mode. Based on this，the paper discusses characteristics and faults of independent and Centralized Control substation anti-misoperation system. It analysis need of the“Big-Centralized Control”substation anti-misoperation system. It provide a scheme based current resources，previous questions are effectively solved. On the base of an application example, the superiority of this scheme is further expounded.

substation；big-centralized control；anti-misoperation；design；examples