變電站硬壓板狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)功能研究

李 然，金元元，鐘麗波，周 洋

(1.沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110003;2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

變電站硬壓板狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)功能研究

李 然1，金元元2，鐘麗波1，周 洋1

(1.沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110003;2.國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

智能壓板在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在國內(nèi)率先采用計(jì)算機(jī)非接觸光檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，采集變電站保護(hù)硬壓板狀態(tài)信息，利用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將信號(hào)傳至主站端，基于調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓板狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和防誤識(shí)別。沈陽供電公司智能壓板在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行半年以來，系統(tǒng)運(yùn)行狀況良好，為調(diào)度和運(yùn)行人員對(duì)壓板狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視管理提供了有效手段。

保護(hù)壓板;光檢測(cè);網(wǎng)絡(luò)技術(shù);防誤操作

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大以及調(diào)控一體化的發(fā)展，調(diào)度運(yùn)行管理的信息化、智能化水平得到大幅提高［1-3］，但在變電站保護(hù)硬壓板信息管理方面，仍處于完全依賴于人工巡檢的狀態(tài)，技術(shù)手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行管理自動(dòng)化的需求，硬壓板狀態(tài)采集監(jiān)視成為制約調(diào)度自動(dòng)化程度提升和規(guī)范調(diào)控運(yùn)行一體化工作的重點(diǎn)。

1 傳統(tǒng)硬壓板監(jiān)視管理模式

長期以來，繼電保護(hù)硬壓板狀態(tài)的監(jiān)控工作主要由運(yùn)行人員在實(shí)際工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)管理，防止因保護(hù)壓板的錯(cuò)誤投退引發(fā)設(shè)備事故。例如在保護(hù)壓板下方貼上狀態(tài)標(biāo)簽和保護(hù)名稱標(biāo)簽，將各變電站內(nèi)保護(hù)壓板和定值通知單的保護(hù)名稱進(jìn)行檢查與核對(duì)等，這些措施在一定程度上可以減少誤操作的次數(shù)［4-5］，但其防誤效果有一定局限性，且由于保護(hù)壓板在布局上的高度密集性、在功能上的集成復(fù)合性等特點(diǎn)，很容易出現(xiàn)巡檢疏漏及操作錯(cuò)誤［6-8］，一旦壓板運(yùn)行狀態(tài)錯(cuò)誤且未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)。近幾年的保護(hù)監(jiān)督統(tǒng)計(jì)資料表明，人為誤投退、漏投退保護(hù)壓板引發(fā)的事故百分比仍然很高，并且造成的損失也愈發(fā)嚴(yán)重［9］。

壓板狀態(tài)管理主要存在如下問題。

a. 對(duì)人工巡視過度依賴。信息核實(shí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、歷史記錄等工作均需人工完成。

b. 數(shù)據(jù)的時(shí)效性和可用性不強(qiáng)。信息上送需至少經(jīng)過運(yùn)行人員—監(jiān)控員2個(gè)環(huán)節(jié)，不利于調(diào)控一體化管理工作水平的提升。

c. 操作缺乏防誤識(shí)別管理。在運(yùn)行中壓板投退是否正確可靠主要依賴于經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范管理力度不夠。

2 智能壓板在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

智能壓板在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為硬壓板狀態(tài)監(jiān)視采集和實(shí)時(shí)遠(yuǎn)傳提供了一套經(jīng)濟(jì)有效的方案。該項(xiàng)目在國內(nèi)率先采用計(jì)算機(jī)非接觸光檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)壓板狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和防誤識(shí)別。現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端將采集到的壓板狀態(tài)傳送到接收器，利用變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)將信號(hào)傳送到主站端，基于調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)壓板狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)［10-11］。

項(xiàng)目采用的檢測(cè)終端可分為無線和有線2種，采用有線檢測(cè)終端的系統(tǒng)針對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)防誤操作也提供了完整的解決方案，在保證信號(hào)實(shí)時(shí)采集的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)錄入硬壓板操作的正確序列，并提醒將要進(jìn)行的操作，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)在現(xiàn)場(chǎng)及監(jiān)控中心同時(shí)告警。

2.1 設(shè)計(jì)方案

2.1.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署

智能壓板在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署如圖1所示。

子站端:利用檢測(cè)終端采集硬壓板狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)使用的檢測(cè)終端QQ00是利用850 nm紅外光對(duì)保護(hù)屏的被測(cè)壓板進(jìn)行非接觸檢測(cè)，將采集到的信息發(fā)送到壓板狀態(tài)接收器，然后通過網(wǎng)絡(luò)上傳至主站。

主站端:利用調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)，在一次接線圖上集中顯示壓板狀態(tài)及動(dòng)作信息，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)壓板狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，在調(diào)度端監(jiān)視畫面上會(huì)實(shí)時(shí)更新并提示，監(jiān)控人員可通過人機(jī)交互畫面直觀查看變化情況。

2.1.2 系統(tǒng)硬件分類

a. 壓板狀態(tài)檢測(cè)終端 QQ00(無線式)、QQ00L(有線式)。

b. 壓板狀態(tài)接收器T600(無線式)、T800(有線式)。

2.1.3 現(xiàn)場(chǎng)安裝

該項(xiàng)目采用1種新型的保護(hù)硬壓板狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，利用非接觸方式固定在壓板旁，確保檢測(cè)窗正好置于待監(jiān)測(cè)壓板切換片或切換塊之下，有效偵測(cè)距離可實(shí)現(xiàn)1～50 cm且可調(diào)節(jié)。系統(tǒng)建設(shè)過程中無需改造現(xiàn)有設(shè)備，可以在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下安裝、調(diào)試和運(yùn)行。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部署圖

2.2 建設(shè)目標(biāo)

本項(xiàng)目提供一套繼電保護(hù)壓板狀態(tài)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及防誤操作系統(tǒng)，利用光檢測(cè)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)解決了電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)視問題。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)如下。

a. 實(shí)現(xiàn)變電站保護(hù)硬壓板狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。b. 實(shí)現(xiàn)變電站保護(hù)硬壓板投退操作的防誤管理。c. 為傳統(tǒng)變電站智能化改造提供一套經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。

2.3 系統(tǒng)功能

a. 壓板狀態(tài)實(shí)時(shí)采集與信息遠(yuǎn)傳

系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)硬壓板狀態(tài)信息，將采集到的信息直接顯示或進(jìn)行核對(duì)比較后生成新的數(shù)據(jù)信息，通過變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)傳至主站端，并將重要的信息存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫。

b. 基于D5000畫面的二次保護(hù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)在主站端一次接線圖上集中顯示壓板狀態(tài)信息，利用D5000系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一、二次設(shè)備的圖庫關(guān)聯(lián)，主要參數(shù)直接顯示于人機(jī)交互界面并實(shí)時(shí)刷新，調(diào)度人員可實(shí)時(shí)監(jiān)視壓板狀態(tài)及動(dòng)作情況。

c. 壓板現(xiàn)場(chǎng)操作預(yù)提醒

系統(tǒng)依據(jù)壓板投退規(guī)則，在現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)上錄入硬壓板操作的正確序列，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員將要進(jìn)行的操作予以提醒，實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)壓板的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，從源頭上避免壓板誤操作事故。

d. 壓板現(xiàn)場(chǎng)操作防誤告警

系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)視壓板動(dòng)作情況，對(duì)非正常操作等信息提供報(bào)警功能，及時(shí)提醒現(xiàn)場(chǎng)操作人員和調(diào)度人員，消除因壓板誤投退造成的安全事故隱患，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行安全性。

e. 壓板狀態(tài)自動(dòng)校核管理

現(xiàn)場(chǎng)采集壓板實(shí)時(shí)狀態(tài)，與正常運(yùn)行方式進(jìn)行對(duì)比，每30 s向遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)發(fā)送1次數(shù)據(jù)，當(dāng)壓板狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，觸發(fā)總信號(hào)，工控機(jī)將變位壓板和總信號(hào)以7次/min的頻率發(fā)送給遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)。

f. 變電站壓板操作歷史記錄

系統(tǒng)對(duì)用戶操作、變位壓板及其它用戶的實(shí)際需求具有詳細(xì)的記錄功能，包括事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)及當(dāng)前值班人員對(duì)事件信息是否確認(rèn)等，支持報(bào)表生成/打印及事件記錄查詢功能，便于統(tǒng)計(jì)分析。

3 系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 應(yīng)用情況

沈陽供電公司以220 kV于洪變電站為例，前期接入智能壓板在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并完成主站端D5000系統(tǒng)壓板部署圖繪制和數(shù)據(jù)庫關(guān)聯(lián)，將現(xiàn)場(chǎng)各保護(hù)屏的壓板狀態(tài)在監(jiān)視界面上集中顯示，成功解決了壓板狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視問題。任一壓板狀態(tài)改變后，主站監(jiān)視畫面同步更新，并觸發(fā)壓板變位總信號(hào)，在告警窗和接線圖上顯示相應(yīng)信息，調(diào)度人員可通過D5000人機(jī)交互界面監(jiān)視壓板信息。

系統(tǒng)運(yùn)行半年以來，壓板狀態(tài)信息正確率為100%，成功實(shí)現(xiàn)了壓板狀態(tài)監(jiān)視的實(shí)時(shí)化、自動(dòng)化，加之系統(tǒng)具備的報(bào)表生成/打印、事件記錄查詢等功能，為調(diào)度和運(yùn)行人員對(duì)壓板狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視管理和電網(wǎng)運(yùn)行分析提供了有效手段。

3.2 性能分析

a. 首次實(shí)現(xiàn)了硬壓板狀態(tài)實(shí)時(shí)采集和自動(dòng)校核功能，減輕了運(yùn)行人員的巡視壓力，使數(shù)據(jù)時(shí)效性和可用性更強(qiáng)，能夠適應(yīng)大運(yùn)行體系的管理要求。

b. 從技術(shù)角度實(shí)現(xiàn)了硬壓板投退操作的防誤告警功能，能夠指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員按照正確的序列進(jìn)行操作，防止誤投退、漏投退現(xiàn)象的發(fā)生。

c. 成功實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)一、二次設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控，在一次設(shè)備監(jiān)控的基礎(chǔ)上補(bǔ)充了二次保護(hù)壓板狀態(tài)信息，使用者可全面實(shí)時(shí)地掌握現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況。

4 結(jié)束語

智能壓板在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接入，有效提高了壓板狀態(tài)信息管理的效率，解決了以往硬壓板狀態(tài)無法實(shí)時(shí)監(jiān)視的問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬壓板操作的電子化管理，使運(yùn)行人員針對(duì)壓板的操作更為準(zhǔn)確、規(guī)范。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了一、二次設(shè)備的全面防誤操作，保證繼電保護(hù)可靠動(dòng)作，為電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供有力保證，其實(shí)時(shí)性和智能化特征符合大運(yùn)行體系建設(shè)的管理模式，且應(yīng)用前景廣闊。

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Research on Online Monitoring Function of Hard Plates Conditions in Substation

LI Ran1，JIN Yuan-yuan2，ZHONG Li-bo1，ZHOU Yang1
(1.State Gird Shenyang Power Supply Company，Shenyang，Liaoning 110003，China;(2.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China)

Non-contact optical detection of computer and network techinologies are firstly utilized for online monitoring system of smart plates in China which can collect hard plates state information of relay protection in substation.State information is transmitted as signals to main station by using integrated automation system in substation to achieve realtime monitoring and anti-misrecognition of plates condition on account of dispatching technical supporting system.For half a year，online monitoring system operation of smart plates in Shenyang Electric Power Company shows good operating condition，which provides favorable tools and effective methods for dispatching or operating staffs to supervise plates condition.

Protection plates;Optical detection;Network technology;Anti-misoperation

TM63;TM76

A

1004-7913(2015)08-0054-03

李 然 (1971—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)行管理工作。

2015-04-28)