變電站一鍵順控技術研究

中圖分類號：TM63 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）18-0084-04

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2025.18.018

Abstract：With thecontinuous growth of power demandandthecontinuous expansionof thegridscale，the equipment operationenvironmentofthesubstationisbecomingmoreandmorecomplex.Thispaperanalyzesthetechnicalrouteand practicalaplcationofonekeysequentialcontrolinsubstationstoaddresstheproblemsoflowfciencyhavywokloadnd significantsafetyhazardsintraditionalswitchingoperations.Startingfromthesystemstructureofonekeysequentialcontroland theworkingconditionsoftheequipment，thispaperelaboratesonthecomponentsandcontrolmodeofonekeysequencecontrol. Thenthispaperanalyzes thedualconfirmationmechanismofonekeysequentialcontrolandthedualverificationmechanismof erorpreventionsystem，andintroducestheoperationprocessofonekeysequentialcontrolprogram.Theresearchresultsshow thatadoptingone keysequentialcontrolcansignificantlyreduce thenumberofoperationsteps，shortenthe durationof power outages，andefectivelyreducetheriskofmisoperation，therebyreducingtheprobabilityofpowergridacidentsandpreventing large-scalepower outages，which is of great significance for maintaining thestable operation of thepower grid.

Keyword：one-keysequentialcontrol;substation;dualconfirmation mechanism;dual verificationmechanism;operatioproce

近年來，變電站的自動化和智能化水平得到了快速發(fā)展和提高1。隨著智能變電站數量的逐年增加，變電站的電氣設備操作更加復雜，維護人員的工作量急劇增加2。與此同時，電網安全運行水平和服務質量的要求也在不斷提高，傳統(tǒng)的人工逐項操作方式已難以適應電力系統(tǒng)長期發(fā)展的需要，并且變電站傳統(tǒng)的投切操作依賴于人工判別，容易導致誤操作[3-4]。在保證現有智能變電站安全運行的基礎上，希望變電站內的設備能夠由調度中心或監(jiān)控主站進行遠程監(jiān)控，并能自動采集站內的數據信息，從而實現少人或無人值守的自動遠程控制[5]。

一鍵順控是一種先進的切換運行模式，可實現操作工單預制、運行任務生成、設備狀態(tài)自動識別、防錯聯(lián)鎖智能檢查、操作步驟一鍵啟動和運行過程自動順序執(zhí)行等[6-9]。變電站一鍵順控通過安裝磁感應裝置、微動開關、姿態(tài)傳感器等裝置實現對刀閘位置的雙重確認，協(xié)助運維人員輕松應對復雜的操作需求，將原先依賴的傳統(tǒng)操作票流程轉化為更加高效的任務票模式，降低誤操作風險，最大限度提高變電站供電可靠性，縮短人工操作造成的停電時間[10-1]。應用一鍵順控技術后，變電站設備的停機和恢復時間由實施前的“小時級\"縮短到現在的“分鐘級”，實現了質的飛躍[12]。新一代集控系統(tǒng)建成后，主站可利用轄區(qū)智能變電站的“一鍵順序控制”功能進行順序控制操作，并且已在多個變電站的應用中效果良好，大大節(jié)省了維護人員的時間，提高了工作效率。

1一鍵順控的系統(tǒng)結構

一鍵順控融合了先進的自動控制、傳感器技術和物聯(lián)網技術，以及狀態(tài)自動識別與智能判斷功能，能夠將傳統(tǒng)中繁瑣、重復且易出錯的人工倒閘操作流程轉變?yōu)檐浖A制操作項目、模塊化構建操作任務、自動判別設備狀態(tài)、智能化校驗防誤聯(lián)鎖、一鍵啟動操作步驟，并自動順序執(zhí)行整個操作過程的智能化模式。從圖1的結構中可以看出，一鍵順控系統(tǒng)主要包括一鍵順控主機、智能防誤主機、數據通信網關機、雙確認裝置。

一鍵順控系統(tǒng)的核心組件為一鍵順控主機，它扮演著至關重要的角色，負責存儲與管理順控操作票，同時實時接收并執(zhí)行來自本地操作站或遠程調控中心的一鍵順控指令。該主機不僅負責生成操作任務、進行模擬預演、執(zhí)行指令，還承擔著防誤校核及記錄操作過程的職責，并在操作完成后上傳執(zhí)行結果。此外，智能防誤主機作為另一個關鍵部分，針對全站設備提供了強大的防誤功能，能夠在模擬預演及實際操作執(zhí)行階段實現雙重校驗，確保操作無誤。數據通信網關機則在此基礎上，不僅具備數據采集、處理及遠程通信的基本功能，還特別增添了單點遙控功能，并且能夠轉發(fā)一鍵順控指令及上報執(zhí)行結果，進一步增強了系統(tǒng)的靈活性和響應速度。雙確認裝置用于實時監(jiān)測斷路器、隔離刀閘等設備實際位置的裝置。當集控站（運維班）發(fā)起一鍵順控操作時，通過調度數據網、變電站端安全I區(qū)數據通信網關機調用變電站端一鍵順控服務，實現集控站（運維班）端一鍵順控操作，分為分步控制模式和綜合控制模式。

2一鍵順控的雙確認機制

2.1隔離開關傳感器雙確認

順控操作依賴于遠方遙控實現站內設備的正確動作，為了確保操作的可靠性，必須對動作設備進行雙確認。傳感器裝置需確保在隔離開關切換狀態(tài)時，能準確判斷其分閘、合閘到位和位置異常的狀態(tài)，主要類型有微動開關、磁感應、姿態(tài)和壓力傳感器4種。其中微動開關置于隔離開關機構箱內，當傳動機構運動到位后，作用于動作簧片上，快速接通動、靜觸點并上傳位置信號。磁感應傳感器由運動的磁鋼部件和固定的磁感應部件組成。當隔離開關分、合閘到位后，磁鋼部件運動到磁感應部件的相應位置，進而判斷隔離開關是否操作到位。姿態(tài)傳感器應用陀螺儀原理，安裝于隔離開關運動部件，隨機構動作測量隔離開關分合旋轉角度及距離來判斷隔離開關是否操作到位。壓力傳感器采用高精度壓力傳感器，配合無線物聯(lián)網技術、低功耗及智能休眠技術，可安全、準確地檢測刀閘狀態(tài)。

視頻圖像識別是利用隔離開關位置狀態(tài)變化信號聯(lián)動變電站視頻主機，采集隔離開關位置狀態(tài)信息，并自動完成圖像智能分析識別和位置狀態(tài)判斷，分為就地圖像識別和站控層集中分析識別。就地圖像識別是指在每個間隔配置就地圖像識別裝置，接人本間隔高清攝像機，負責本間隔所有刀閘的視頻雙確認，裝置內置視頻智能分析算法，自動檢測刀閘的分合閘狀態(tài)，并將這一狀態(tài)以無源接點的形式傳輸至測控裝置或智能終端，作為判斷刀閘當前狀態(tài)的輔助依據。站控層集中分析識別則在每個間隔配置專用高清攝像機，站控層配置智能分析服務器，內置視頻智能分析算法，自動識別刀閘分合閘位置，識別結果通過DL/T860或DL/T634.5104協(xié)議控制智能開出裝置的繼電器出口輸出至測控裝置，作為刀閘狀態(tài)的輔助判據。

2.2 斷路器的雙確認

斷路器的位置確認主要依賴于“位置遙信”與“遙測量”的雙重驗證機制，其中，“位置遙信”作為主要的判斷依據，而三相電流或電壓的“遙測量”則作為輔助判斷手段，共同實現斷路器的雙確認。從圖2中可以看出，當斷路器由合位變成分位時，母線電壓由有壓變?yōu)闊o壓或線路、變壓器、母線由有壓變?yōu)闊o壓，只要有一個條件滿足時則認為電壓發(fā)生了變化，再把結果和電流量相比較，只要其中一個條件滿足時輔助判據則成立，斷路器的位置遙信作為主要判據。當主要判據與輔助判據均滿足條件時，可確認斷路器處于分閘狀態(tài)。而當斷路器由分閘轉為合閘時，母線電壓會從無壓狀態(tài)轉變?yōu)橛袎籂顟B(tài)，或者線路、變壓器、母線也會從無壓狀態(tài)變?yōu)橛袎籂顟B(tài)，只要有一個條件滿足時則認為電壓發(fā)生了變化，再把結果和電流量相比較，只要其中一個條件滿足時輔助判據則成立，斷路器的位置遙信作為主要判據。當主要判據和輔助判據均滿足條件時，則確認斷路器處于合閘狀態(tài)。

3一鍵順控的防誤雙校核

一鍵順控在模擬預演和執(zhí)行過程中需經過監(jiān)控主機內置的五防邏輯和智能五防主機的五防邏輯雙重校核，圖3為監(jiān)控主機與智能防誤主機的交互流程。變電站監(jiān)控主機首先要和智能防誤主機建立雙向的正常通信，在模擬預演操作時，變電站監(jiān)控主機會將全部操作項目的防誤請求校驗發(fā)送給智能防誤主機。當智能防誤系統(tǒng)接收到請求時，它會啟動對全部操作防誤邏輯的校驗流程，確保每一項操作均符合規(guī)定，并且這些操作項目還需通過變電站監(jiān)控主機內部集成的防誤校驗功能進行二次確認。智能防誤主機判斷全部操作項目符合防誤邏輯后會將結果傳到監(jiān)控主機。只有監(jiān)控主機內置的五防邏輯和智能五防主機都通過防誤校驗時才算全部操作項目通過五防校驗。在指令執(zhí)行的過程中，每一個操作項目也要進行五防邏輯的雙重校驗。當開始執(zhí)行操作時，監(jiān)控主機會將單個操作項目的防誤請求發(fā)送給智能防誤主機，同時單個操作項目也要經過監(jiān)控主機內置的五防邏輯校驗。智能防誤主機接收到防誤請求校驗后開始對單個操作進行五防邏輯校驗并將結果傳給防誤主機。當兩者的五防校驗全部通過時，每一項操作才能執(zhí)行成功，否則無法執(zhí)行。

4一鍵順控的操作流程

一鍵順控技術的核心在于將復雜的人工操作流程轉化為自動化、智能化的控制流程，通過高度集成的功能模塊，實現了操作指令的快速執(zhí)行與精準管理。其實現原理主要包括狀態(tài)監(jiān)測、數據處理、決策判斷、執(zhí)行操作和反饋確認5個步驟。通過傳感器和監(jiān)測設備，實時收集開關刀閘的電壓、電流等參數，以及開關刀閘的狀態(tài)位置等信息。控制系統(tǒng)對收集到的數據進行處理和分析，判斷開關刀閘的當前狀態(tài)和運行情況。根據預設的控制邏輯和算法，判斷是否需要執(zhí)行合閘或分閘操作，并確定操作的順序和時間。隨后，控制系統(tǒng)發(fā)出指令，通過電動操作機構完成開關刀閘的合閘或分閘操作，并通過傳感器和監(jiān)測設備確認操作結果。一鍵順控技術不僅提高了操作效率，還具備強大的防誤功能，通過內置的防誤邏輯驗證模塊，系統(tǒng)能夠對每一步操作進行嚴格的正確性校驗，確保操作流程的安全性與準確性，為變電站的安全運行提供了有力的保障。

在主機啟動順控程序后，進行登陸驗證；選擇操作對象后，鎖定操作對象樹狀圖；選擇設備狀態(tài)后，鎖定設備狀態(tài)下拉菜單；根據操作對象當前狀態(tài)、目標狀態(tài)，生成操作任務，調取操作票后，進入順控執(zhí)行界面，進行一鍵模擬預演（操作條件、五防邏輯校驗）。預演成功后，方可執(zhí)行操作任務，所有操作項目執(zhí)行完畢后，操作任務自動結束。

5結束語

本文對變電站一鍵順控技術的系統(tǒng)架構和組成部分進行了深人分析，重點研究了一鍵順控的雙確認機制、防誤系統(tǒng)的雙校核機制以及一鍵順控程序的操作流程。在未來，隨著自動控制技術、傳感和物聯(lián)網技術、狀態(tài)自動識別和智能判斷技術的不斷發(fā)展，一鍵順控技術將進一步推動變電站向智能化、無人化方向發(fā)展，實現更高效、更安全、更可靠的電力供應，為電力系統(tǒng)的轉型升級和可持續(xù)發(fā)展注入新的活力與動力。

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