變電站一鍵順控改造技術(shù)的試點(diǎn)研究

劉慧　黃凱　王宇飛

摘 要：隨著電網(wǎng)快速發(fā)展，變電站數(shù)量飛速增長(zhǎng)，變電站常規(guī)操作環(huán)節(jié)復(fù)雜、效率低，誤操作風(fēng)險(xiǎn)大，成本高、難度大，人身安全風(fēng)險(xiǎn)高，變電站運(yùn)行和調(diào)度人員面臨巨大的考驗(yàn)。本文對(duì)變電站一鍵順控技術(shù)進(jìn)行試點(diǎn)研究。該技術(shù)滿足變電站操作規(guī)程和邏輯要求，大大提高了工作效率，具有較高的推廣使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：一鍵順控;雙確認(rèn)判據(jù);變電站;改造技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）14-0122-03

Pilot Study on One-key Sequence Control Transformation Technology of Substation

LIU Hui HUANG Kai WANG Yufei

（State Gird Zhengzhou Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of the power grid， the number of substations has grown rapidly. The routine operation of substations is complicated， low efficiency， high risk of misoperation， high cost and difficulty， and high personal safety risks. Substation operation and dispatch personnel are facing huge challenges. This paper conducted a pilot study on the one-key sequence control technology of the substation. This technology meets the operation regulations and logic requirements of the substation， greatly improves the work efficiency， and has a high value for promotion and use.

Keywords： one-key sequence control;double confirmation criterion;substation;transformation technology

隨著電網(wǎng)快速發(fā)展，變電站數(shù)量快速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)倒閘操作問題日益凸顯。傳統(tǒng)倒閘操作環(huán)節(jié)復(fù)雜操作前需要經(jīng)接令、寫票、審核、模擬等環(huán)節(jié)，重復(fù)性工作多，同一操作任務(wù)，每次操作需要重復(fù)執(zhí)行全部相同流程，所有操作均需要人員現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行、現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)、效率低下，智能站二次設(shè)備軟壓板多，不同廠家命名、描述不同，只靠人工判別，易發(fā)生誤操作、漏操作。操作時(shí)人力、物力、時(shí)間成本高，惡劣天氣復(fù)雜環(huán)境等更增加現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作的難度。而運(yùn)檢人員數(shù)量相對(duì)穩(wěn)定，生產(chǎn)任務(wù)日益繁重，人員數(shù)量和結(jié)構(gòu)矛盾突出，當(dāng)前急需改進(jìn)原有操作方式，將煩瑣、重復(fù)、易誤的傳統(tǒng)人工倒閘操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)模式，節(jié)省操作時(shí)間，減輕工作強(qiáng)度，降低誤操作、漏操作風(fēng)險(xiǎn)，縮短用戶停電時(shí)間[1]。

1 總體技術(shù)方案

結(jié)合我國(guó)變電站現(xiàn)狀，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)有限公司運(yùn)維檢修部發(fā)布的《變電站一鍵順控改造技術(shù)規(guī)范》，制定改造方案，將變電站的倒閘操作通過軟件編程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別一次設(shè)備狀態(tài)，一鍵啟動(dòng)操作流程并可進(jìn)行防誤校驗(yàn)。操作系統(tǒng)中存儲(chǔ)常用操作的一鍵順控操作票，便于不同操作使用。一鍵順控過程中將雙確認(rèn)的多個(gè)判斷條件中位置接點(diǎn)、壓板狀態(tài)、當(dāng)前定值區(qū)號(hào)判據(jù)作為主要判據(jù);其他判據(jù)為輔助判據(jù)，操作對(duì)象期望達(dá)到的目標(biāo)狀態(tài)為目標(biāo)設(shè)備態(tài)。一鍵順控指令在執(zhí)行前必須一定滿足的初始條件，否則禁止指令執(zhí)行。一鍵順控指令全部執(zhí)行后需要滿足的預(yù)期狀態(tài)是目標(biāo)狀態(tài)，目標(biāo)狀態(tài)全滿足表示指令執(zhí)行成功，目標(biāo)狀態(tài)未滿足表示指令執(zhí)行失敗。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。監(jiān)控主機(jī)主要進(jìn)行一鍵順控的操作和儲(chǔ)存功能，測(cè)控裝置通過雙重判據(jù)獲取隔離開關(guān)、倒閘等實(shí)時(shí)信息，防誤主機(jī)輔助監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行校核，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)一鍵順控功能。

1.1 功能結(jié)構(gòu)

通過改造實(shí)現(xiàn)變電站主設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換的一鍵順控操作，如圖2所示。實(shí)現(xiàn)組合式電器，敞開式電器，充氣式、固體絕緣開關(guān)柜“運(yùn)行、熱備用、冷備用”三種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換操作;實(shí)現(xiàn)空氣絕緣開關(guān)柜“運(yùn)行、熱備用”兩種狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換操作;實(shí)現(xiàn)倒母線、主變中性點(diǎn)切換、終端變電站電源切換操作。

1.2 一鍵順控操作流程

一鍵順控操作將操作流程精簡(jiǎn)至8步（見圖3），依次選擇操作對(duì)象、當(dāng)前狀態(tài)、目標(biāo)狀態(tài)后，由程序自動(dòng)執(zhí)行倒閘操作（見圖4），安全可靠，省時(shí)、省力、省心，簡(jiǎn)單便捷。

1.3 “雙確認(rèn)”判據(jù)

通過傳感器接收隔離開關(guān)、刀閘等一次設(shè)備的位置信息，傳感器具有數(shù)據(jù)重傳機(jī)制，數(shù)據(jù)可靠傳輸至測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)的“雙確認(rèn)”。雙確認(rèn)判據(jù)如表1所示。

2 實(shí)施過程

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)改造

優(yōu)先對(duì)監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行一鍵順控功能升級(jí)，若不具備升級(jí)條件，可新增一臺(tái)具有一鍵順控功能的監(jiān)控主機(jī)，保留原監(jiān)控主機(jī)，新增監(jiān)控主機(jī)僅完成一鍵順控功能。若新增監(jiān)控主機(jī)可替代原監(jiān)控主機(jī)所有功能，應(yīng)按原監(jiān)控主機(jī)配置數(shù)量新增具有一鍵順控功能的監(jiān)控主機(jī)，替代原監(jiān)控主機(jī);若原間隔層裝置不支持新增監(jiān)控主機(jī)接入，則原監(jiān)控主機(jī)退運(yùn)，由新增監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)一鍵順控功能及原監(jiān)控主機(jī)所有功能。新增的監(jiān)控主機(jī)宜采用雙網(wǎng)冗余接入Ⅰ區(qū)站控層網(wǎng)絡(luò)，若原站控層網(wǎng)絡(luò)為單網(wǎng)則單網(wǎng)接入，從站控層網(wǎng)絡(luò)上采集一二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。若新增監(jiān)控主機(jī)無法直接通過Ⅰ區(qū)站控層網(wǎng)絡(luò)與原間隔層裝置通信，可增加規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，采用DL/T 860標(biāo)準(zhǔn)與新增監(jiān)控主機(jī)通信，若原有間隔層裝置不能滿足信息接入需求，可新增公用測(cè)控裝置，用于接入雙確認(rèn)等新增信號(hào)，完善與一鍵順控操作相關(guān)的信息接入[2]。

若變電站內(nèi)沒有配置獨(dú)立五防主機(jī)，需要新增一臺(tái)智能防誤主機(jī)，智能防誤主機(jī)與監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)置防誤邏輯共同實(shí)現(xiàn)一鍵順控雙套防誤校核。若已配置獨(dú)立五防主機(jī)，優(yōu)先對(duì)原獨(dú)立五防主機(jī)進(jìn)行一鍵順控校核功能升級(jí)，不具備升級(jí)條件的應(yīng)新增一臺(tái)具有一鍵順控校核功能的智能防誤主機(jī)。若新增智能防誤主可替代原獨(dú)立五防主機(jī)所有功能，應(yīng)由新增智能防誤主機(jī)替代原獨(dú)立五防主機(jī)。若新增智能防誤主機(jī)不能替代原獨(dú)立五防主機(jī)，則保留原獨(dú)立五防主機(jī)，新增智能防誤主機(jī)僅實(shí)現(xiàn)一鍵順控校核功能，新增智能防誤主機(jī)從新增監(jiān)控主機(jī)獲取全站設(shè)備實(shí)遙信狀態(tài)，從原獨(dú)立五防主機(jī)獲取地線、網(wǎng)門等虛遙信狀態(tài)。新增智能防誤主機(jī)宜采用雙網(wǎng)冗余接入站控層網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)先對(duì)Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行一鍵順控功能升級(jí);若不具備升級(jí)條件，應(yīng)新增一臺(tái)具有一鍵順控指令轉(zhuǎn)發(fā)、執(zhí)行結(jié)果上送功能的Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)，宜采用雙網(wǎng)冗余接入站控層網(wǎng)絡(luò)，若原站控層網(wǎng)絡(luò)為單網(wǎng)，則通過單網(wǎng)接入[3]。新增監(jiān)控主機(jī)、智能防誤主機(jī)、Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)對(duì)UPS容量進(jìn)行核算。

2.2 一次設(shè)備改造

斷路器具備遙控操作功能，三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)位置信號(hào)的采集采用合位、分位雙位置接點(diǎn)，分相操作機(jī)構(gòu)采用分相雙位置接點(diǎn)。母線和各間隔使用電壓互感器數(shù)據(jù)，無電壓互感器時(shí)增加具備遙信和自檢功能的三相帶電顯示裝置。隔離開關(guān)具備遙控操作功能，其位置信號(hào)的采集采用雙位置接點(diǎn)遙信。

2.3 雙確認(rèn)改造

斷路器應(yīng)滿足雙確認(rèn)條件，其位置確認(rèn)采用“位置遙信+遙測(cè)”判據(jù)。位置遙信作為主要判據(jù)，采用分/合雙位置輔助接點(diǎn)，分相斷路器遙信量采用分相位置輔助接點(diǎn)。

斷路器位置雙確認(rèn)邏輯如圖5所示。當(dāng)斷路器位置遙信由合變分，且滿足“三相電流由有流變無流、母線電壓由有壓變無壓/母線三相帶電顯示裝置信號(hào)由有電變無電、間隔電壓由有壓變無壓/間隔三相帶電顯示裝置信號(hào)由有電變無電”中的任一條件時(shí)，確認(rèn)斷路器已分開。當(dāng)斷路器位置遙信由分變合，且滿足“三相電流由無流變有流、母線電壓由無壓變有壓/母線三相帶電顯示裝置信號(hào)由無電變有電、間隔電壓由無壓變有壓/間隔三相帶電顯示裝置信號(hào)由無電變有電”中的任一條件時(shí)，確認(rèn)斷路器已合上。電流判據(jù)的門檻值可根據(jù)額定電流和現(xiàn)場(chǎng)情況配置10～20 mA的數(shù)值[3]。

3 系統(tǒng)安全防護(hù)要求

改造后的監(jiān)控系統(tǒng)（包括智能防誤系統(tǒng)）滿足《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定》、《電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)總體方案》（國(guó)能安全〔2015〕36號(hào)）等安全防護(hù)方案和評(píng)估規(guī)范的有關(guān)要求;滿足《電力系統(tǒng)控制類軟件安全性及其測(cè)評(píng)技術(shù)要求》（DL/T 1455—2015）和《電力安全工作規(guī)程變電部分》（Q/GDW 1799.1—2013）的有關(guān)要求;支持接入變電站網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)裝置;新增主機(jī)采用安全操作系統(tǒng)，新增軟硬件應(yīng)通過信息安全測(cè)試[4]。

一鍵順控對(duì)操作用戶進(jìn)行身份標(biāo)識(shí)和鑒別，采用操作人、監(jiān)護(hù)人同時(shí)“口令+指紋或數(shù)字證書”雙因子驗(yàn)證，確保操作用戶身份標(biāo)識(shí)的唯一性;指紋識(shí)別設(shè)備滿足《公共安全 指紋識(shí)別應(yīng)用 采集設(shè)備通用技術(shù)要求》（GB/T 35735—2017）的有關(guān)要求。

4 結(jié)論

一鍵順控的完成，大大提高了運(yùn)行人員工作中的效率，操作過程中進(jìn)行“雙確認(rèn)”，更加安全，易于操作。按變電站總量平均計(jì)算，一座變電站每年可節(jié)約533人時(shí)，節(jié)省人工成本約11.4萬元，增加供電時(shí)間約266.5 h。未來，人們要有效運(yùn)用科技手段，加快變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。

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