變電站“大集控”模式下的防誤系統改造設計與應用

李可競 謝 明 王文杰

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

變電站“大集控”模式下的防誤系統改造設計與應用

李可競 謝 明 王文杰

（黃石供電公司，湖北 黃石 435000）

根據國家電網公司“十二五”發展規劃關于“三集五大”的發展要求，變電站實現“大集控”成為一個必然趨勢。基于此，論述了現有單一變電站防誤系統和傳統集控站防誤系統的特點和不足，分析了“大集控”模式對防誤系統的需求，指出了在利用現有資源的基礎上的設計改造方案，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。通過一個應用實例，進一步闡述了該方案的優越性。

變電站；大集控；防誤；設計；實例

1 引言

隨著科技和電網的飛速發展，國家電網公司提出了“三集五大”的發展要求，這也是國家電網“十二五”發展規劃的重要內容之一。這其中之一就是大運行，對現有電網調度和設備運行集控功能實施集約融合、統一管理。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必然的選擇。為了適應這種發展模式的轉變，滿足“大集控”實現集中控制、 統一調度、統一維護、統一檢修運行方式的要求，變電站綜合自動化改造和“大集控”防誤建設成了一個首要解決的問題。

2 現有單一變電站防誤系統

2.1 系統組成及特點

單一變電站現在的防誤系統分為三類：離線式微機防誤系統、在線式微機防誤系統和綜合式微機防誤系統。其中綜合式微機防誤系統是目前廣泛應用的誤系統，它融合了離線式和在線式兩種方式的優點。通常由防誤主機、防誤鎖具、閉鎖終端等組成。如圖1所示。防誤主機中存儲了使用本系統的變電站的主接線圖及防誤規則，系統可以得到現場的設備實際狀態。但它只能對本站設備進行防誤閉鎖，因此無法滿足“大集控”發展的要求。

2.2 模擬預演

當運行人員接到操作任務進行模擬預演時，如果被點擊的設備的操作符合“五防”邏輯則該操作加入到操作票中，如果被點擊的設備的操作不符合“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；預演結束后可通過傳輸適配器將所預演的操作票內容傳輸到電腦鑰匙中，打印出操作票，運行人員就可以持操作票及電腦鑰匙到現場倒閘操作。

2.3 現場操作

運行人員按照操作票的順序進行操作，當遇到需要手動操作的一次設備時，按照電腦鑰匙的提示將電腦鑰匙插入相應的編碼鎖內，通過其探頭（有線或無線）檢測操作的對象是否正確，若正確則顯示正確提示信息，同時開放其閉鎖回路或機構，這時就可以進行倒閘操作；當遇到需要由監控系統操作的設備時，則應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，監控操作結束并且設備實際變位后，按照提示從傳輸適配器上拔下電腦鑰匙，然后繼續下一步操作；當遇到需要對遙控閉鎖控制器或遙控閉鎖裝置解鎖的操作時，則應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，待解鎖成功后再進行操作（手動或電動）；若在操作過程中將電腦鑰匙插入錯誤的編碼鎖內，則不能進行開鎖操作，同時電腦鑰匙發出持續的報警聲以提醒操作人員，從而達到強制閉鎖的目的。全部操作結束后將電腦鑰匙插回傳輸適配器傳輸，將操作結果回傳[1]。

圖1 綜合式微機防誤系統

3 傳統集控站防誤系統

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

（1）集控主站、子站數據各自分別保存，當有數據修改時需在兩方同時修改，維護工作量較大。

圖2 傳統集控防誤模式

（2）只適合一個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”模式對防誤系統的需求分析

在“大集控”站模式下，由于運行管理和操作方式較以前有了顯著的變化，對主站、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）主站應能顯示各子站的一次主接線圖，應具備各子站的五防閉鎖邏輯判斷功能， 具備本地和遠方兩種防誤傳輸功能。

（2）主站與子站裝置應具備實時在線對位功能，為防誤邏輯判斷提供保證。

（3）應能通過信息回傳等方式以跟蹤現場設備狀態的變化。

（4）主站裝置應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、主站監控系統、主站操作票專家系統等之間的通信，實現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點閉鎖功能，以防止因軟硬件故障和各種干擾發生時，造成誤操作的嚴重后果。

（5）支持站間閉鎖功能。

4.2 “大集控”子站的防誤功能需求

（1）具備獨立的微機防誤功能。配置符合站內實際情況的防誤鎖具及附件，可保證未經集控中心的五防系統在子站內仍能完成防誤操作。

（2）實現與集控中心之間的完善的通信功能。

（3）與本地監控系統的兼容，并對監控系統的操作實施閉鎖[2]。

5 新型“大集控”模式下的防誤系統改造設計

5.1 設計原則

以安全為前提，充分利用現有單一變電站防誤系統和傳統集控站防誤系統的有利資源，滿足“大集控”模式對防誤系統的各項需求。

5.2 設計方案

為了滿足“大集控”模式對防誤系統的各項需求，提出基于五層防線理論的五防服務器閉鎖模式，為操作的全過程提供了全方位的安全。由五防服務器對外提供本站相關的所有五防服務，保證數據的惟一性。具體設計方案[2]如圖3所示。這種方案就是在監控中心增加高性能計算機作為五防服務器，服務器與各級防誤層有穩定的通信網絡，且具備雙機冗余功能，保證正常操作。

圖3 “大集控”模式下的防誤系統設計方案

5.3 方案特點

與傳統的集控站防誤系統相比，該方案具有以下特點：

（1）系統具有完備的五層防線，即權限管理、惟一操作權管理、模擬預演、實時邏輯判斷、閉鎖元件五個方面，能多層防范誤操作的發生。

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

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

6 應用實例

6.1 整體布局

為了適應大集控的發展要求，某局在自己的管轄范圍內建立了1個監控中心，在原有的3個集控站設立了防誤操作一級工作站，同時根據區域的特點建立了7個基地站作為防誤操作二級工作站。通過以上布局，共同管轄所屬的17個變電站，即防誤操作子站。

6.2 具體實施

具體實施方案如圖4所示。該方案的正確實施，實現了以下防誤功能。

圖4 應用實例

（1）集控站/基地站具備各個子站的五防閉鎖功能。

（2）集控站/基地站、子站均可進行模擬預演、傳票，在現場操作完畢后，可在任意子站回傳，保證一次主接線圖上的設備狀態與現場設備狀態的一致。

（3）遠方遙控操作及現場操作均具備完善的五防閉鎖功能。

（4）站間閉鎖功能。在整套集控站系統中實現了完善的站與站之間聯絡線上設備的閉鎖。

7 結論

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

（2）該方案的最大特點就是適用于集控站規模龐大，多級集控的“大集控”管理模式，滿足了國家電網公司提出的“大運行”的發展需要。

（3）該方案實現了集控中心主站具備各子站的微機防誤功能。

（4）該方案完善了站與站之間聯絡線上設備的閉鎖功能，有效地防止了兩個有聯絡設備的站之間操作時，出現本側有負荷對側掛接接地線/合接地刀或本側有接地線/地刀對側合刀閘等惡性事故的發生。

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

[2] 珠海優特電力科技股份有限公司.JOYO-J型集控站微機防誤操作系統選型指南.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