智能變電站軟壓板鏈路可視化技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

萬軼倫 王存伍 李兆偉 孔曉文

（國網(wǎng)阿勒泰供電公司，新疆烏魯木齊 836599）

為保障電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，在變電站建設(shè)投運(yùn)后，將面臨定期檢修、消缺、技改等工作。作為檢修運(yùn)維工作中的重要一環(huán)，二次安全措施一般可采用投入檢修壓板，退出裝置軟壓板、出口硬壓板以及斷開裝置間的連接光纖等方式，實(shí)現(xiàn)檢修裝置與運(yùn)行裝置的安全隔離[1]。

與常規(guī)繼電保護(hù)裝置相比，智能站繼電保護(hù)裝置除了保留有以往的功能軟壓板外還增加了SV及GOOSE軟壓板，智能站軟壓板數(shù)量成倍增加。以國網(wǎng)阿勒泰供電公司一座兩主變220kV變電站為例，見圖1，智能變電站軟壓板的數(shù)量比常規(guī)變電站軟壓板的數(shù)量要多出8～9倍。軟壓板數(shù)量的增多，一方面增加了運(yùn)行人員日常巡視的工作量；另一方面也增加了軟壓板“誤整定”的風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 原站端監(jiān)控系統(tǒng)中的軟壓板視圖

目前，公司系統(tǒng)內(nèi)對(duì)軟壓板的檢查方法主要是通過后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)壓板狀態(tài)及裝置內(nèi)部軟壓板狀態(tài)雙重核對(duì)，此方法雖然能夠保證軟壓板投退的正確性，但是核對(duì)工作量大、耗時(shí)長、不直觀、且受人員技能水平限制等因素影響。同樣以一座220kV智能變電站為例，軟壓板數(shù)量范圍在180～230個(gè)之間，人工對(duì)全站軟壓板進(jìn)行核查需花費(fèi)2h～3h，同時(shí)按照目前方法對(duì)軟壓板進(jìn)行核對(duì)容易造成漏項(xiàng)、誤判斷等問題。針對(duì)以上問題，運(yùn)檢人員迫切希望能通過先進(jìn)的技術(shù)手段改變現(xiàn)狀，尋找出一種既能減輕現(xiàn)場人員工作量又能提升壓板狀態(tài)判斷正確性的方法來完成智能站軟壓板的日常核對(duì)工作。《國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展綱要》也已將“一鍵式”安措技術(shù)研究作為一個(gè)重點(diǎn)研究方向，希望實(shí)現(xiàn)安全措施的自動(dòng)生成、自動(dòng)執(zhí)行和實(shí)時(shí)校核。為了更為直觀地顯示壓板狀態(tài)信息，需要研究軟壓板鏈路可視化技術(shù)。

智能變電站軟壓板鏈路可視化技術(shù)以后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)為依托，實(shí)現(xiàn)對(duì)站內(nèi)二次設(shè)備軟壓板鏈路關(guān)系的直觀查看、投退狀態(tài)的自動(dòng)核對(duì)及錯(cuò)誤告警功能，幫助現(xiàn)場作業(yè)人員全面掌握壓板投退情況，同時(shí)實(shí)現(xiàn)二次現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控從被動(dòng)監(jiān)督向主動(dòng)防御的轉(zhuǎn)變，杜絕了因軟壓板投退錯(cuò)誤造成的保護(hù)裝置拒動(dòng)、誤動(dòng)事件的發(fā)生，大幅提升了人員工作效率，降低了檢修作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

1.設(shè)計(jì)功能

在原有站端監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)化的軟壓板鏈路并結(jié)合設(shè)備臺(tái)帳信息實(shí)現(xiàn)“一鍵生成”以間隔為單位的變電站功能軟壓板鏈路可視化鏈路圖（見圖2），將保護(hù)裝置與智能終端、合并單元GOOSE、SV軟壓板以鏈路圖形式直觀展示，并根據(jù)軟壓板的功能標(biāo)注不同顏色方便人員分析判斷。同時(shí)根據(jù)斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等一次設(shè)備開關(guān)量信息，自動(dòng)識(shí)別間隔設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（運(yùn)行、熱備、冷備、檢修狀態(tài)），按一次設(shè)備實(shí)際狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的軟壓板投退標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)“一鍵核對(duì)”當(dāng)前軟壓板投退正確性。根據(jù)核對(duì)結(jié)果及時(shí)發(fā)出異常報(bào)文和異常音響信號(hào)，降低人員誤判、漏判風(fēng)險(xiǎn)。在提升工作效率的同時(shí)，通過讓設(shè)備“會(huì)說話”，使現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)管控由被動(dòng)監(jiān)督向主動(dòng)防御轉(zhuǎn)變。

圖2 “一鍵生成”后的軟壓板可視化鏈路圖

2.關(guān)鍵技術(shù)

2.1 虛擬鏈路與軟壓板的對(duì)應(yīng)原則

為了更直觀地顯示壓板狀態(tài)信息，需要研究軟壓板鏈路可視化的呈現(xiàn)方法。由于虛擬鏈路與軟壓板的對(duì)應(yīng)關(guān)系需要人工配置，工作量較大，而且容易出錯(cuò)，因此，實(shí)現(xiàn)鏈路可視化的首要問題就是自動(dòng)確定虛擬鏈路與軟壓板的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

國家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]以及《變壓器、高壓并聯(lián)電抗器和母線保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]的附錄中，定義了不同電壓等級(jí)下各種IED的SV輸入虛端子表，這些虛端子表可作為軟壓板和虛擬鏈路的對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則。

（1）SV鏈路與軟壓板對(duì)應(yīng)原則。一個(gè)SV鏈路需要對(duì)應(yīng)一個(gè)SV接受軟壓板，虛端子表描述了SV輸入虛端子信號(hào)名稱和軟壓板對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)這些對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以通過SV輸出鏈路的信號(hào)名稱，找到對(duì)應(yīng)的虛端子表并確定軟壓板名稱，然后在數(shù)據(jù)集中找到對(duì)應(yīng)的軟壓板，個(gè)別無法找到的，可設(shè)置為自定義軟壓板。

（2）GOOSE輸出/接收鏈路與軟壓板對(duì)應(yīng)原則。在發(fā)送設(shè)備的描述中當(dāng)含有“智能終端”“合并單元”中的任一關(guān)鍵字時(shí)，不設(shè)置GOOSE發(fā)送/接收軟壓板，對(duì)于其他鏈路，按照標(biāo)準(zhǔn)中的虛端子表信息進(jìn)行軟壓板設(shè)置。以220kV變壓器保護(hù)裝置為例，其部分GOOSE輸入虛端子表見表1。

表1 GOOSE輸入虛端子表示意

參照虛端子表，建立關(guān)鍵字匹配模板，以表1為例，建立模板見表2。

表2 GOOSE虛端子與軟壓板關(guān)鍵詞示意

匹配時(shí)，首先根據(jù)信號(hào)名稱關(guān)鍵詞尋找對(duì)應(yīng)的信號(hào)，然后按照軟壓板關(guān)鍵詞尋找對(duì)應(yīng)的軟壓板，若信號(hào)與軟壓板都能找到，則該軟壓板即為該GOOSE輸入信號(hào)的接收軟壓板。對(duì)于母線保護(hù)和變壓器保護(hù)設(shè)備，當(dāng)信號(hào)描述包含“失靈”關(guān)鍵字時(shí)，若通過關(guān)鍵詞匹配方式?jīng)]有找到對(duì)應(yīng)的軟壓板，則應(yīng)該添加一個(gè)自定義GOOSE接收軟壓板。

2.2 軟壓板位置校核技術(shù)

程序內(nèi)設(shè)軟壓板狀態(tài)一鍵核對(duì)功能見圖3，在巡視過程中使用后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的壓板投退標(biāo)準(zhǔn)，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)比對(duì)功能核對(duì)軟壓板狀態(tài)信息；軟壓板狀態(tài)信息核對(duì)完畢后，監(jiān)控系統(tǒng)及時(shí)將比對(duì)結(jié)果反饋告知現(xiàn)場人員，對(duì)錯(cuò)誤信息同步發(fā)出音響信號(hào)。

圖3 系統(tǒng)原理圖

智能變電站功能軟壓板鏈路可視化技術(shù)的應(yīng)用使運(yùn)維人員能夠直觀查看壓板信息、實(shí)現(xiàn)“一鍵核查”壓板狀態(tài)、智能診斷和告警，全面監(jiān)控其變電站內(nèi)壓板投退運(yùn)行工況[4]。

針對(duì)檢修安措布置，程序根據(jù)預(yù)設(shè)模塊化檢修狀態(tài)選項(xiàng)，以操作提示形式實(shí)現(xiàn)二次安措一鍵布置，并可對(duì)布置后安措進(jìn)行在線校驗(yàn)，保障檢修設(shè)備軟壓板安措執(zhí)行無誤，停電設(shè)備安措恢復(fù)后，運(yùn)行人員根據(jù)當(dāng)天的工作內(nèi)容，執(zhí)行一鍵核對(duì)確保軟壓板恢復(fù)正確，實(shí)現(xiàn)檢修作業(yè)現(xiàn)場二次安全從被動(dòng)監(jiān)督向主動(dòng)防御的轉(zhuǎn)變，有效杜絕因壓板誤置導(dǎo)致的保護(hù)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)事故。

3.結(jié)論

智能變電站軟壓板鏈路可視化技術(shù)集成于站端后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，采用模塊化鏈路設(shè)計(jì)，使其不受變電站地理位置、電壓等級(jí)等因素限制具有普遍適用性，便于推廣應(yīng)用。通過該技術(shù)的應(yīng)用大幅提升了現(xiàn)場巡視的效率與質(zhì)量，提升了現(xiàn)場作業(yè)時(shí)的本質(zhì)安全，提升了二次軟壓板管理水平，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。