220kV三鄉數字化變電站程序化操作

司徒偉業 曲 驊

（廣東電網公司中山供電局，廣東 中山 528400）

1 變電站操作現狀及程序化操作描述

隨著社會的發展，電網的建設日趨強大，而變電站設備的操作復雜繁瑣，為提高操作效率，提高電力系統的安全可靠性，程序化操作的應用越來越廣，目前當地監控系統實現程序化操作的研究和實踐已經比較成熟。

程序化操作，是指變電站內智能設備依據變電站操作票的執行順序和執行結果校核要求，由站內智能設備代替操作人員，自動完成操作票的執行過程。實際操作時只需要變電站內運行人員或調度運行人員根據操作要求選擇一條程序化操作命令，操作票的執行和操作過程的校驗由變電站內智能電子設備自動完成。本文以廣東電網中山220kV三鄉數字化變電站將計劃應用程序化操作為例進行。

2 220kV 三鄉數字化變電站對程序化操作的應用要求

220kV 三鄉數字化變電站是建立在ΙEC61850通信標準基礎之上，一次設備和網絡化二次設備分層構建，實現變電站內信息共享的現代化變電站，其信息采集、傳輸、處理、輸出過程完全數字化。設備操作智能化，利用智能終端實現一次設備的操作，在過程層各個間隔配置智能終端，采集并經GOOSE 網上傳斷路器、隔離刀閘位置和告警信號等，操作插件可執行在GOOSE 網上實時傳送的分合閘操作命令。為了提供最大的方便，程序化操作原則上要以從原始態到目標態的方式來實現，運行人員僅僅根據操作要求選擇一條程序化操作命令（比如說將某線路運行狀態由運行改為檢修）即可，操作票的執行和操作過程的校驗由智能電子設備自動完成，無需人工參與，實現“一鍵操作”，鑒于三鄉站的設備結構，對程序化操作的具體要求有：

1）程序化操作能夠在站內后臺監控機實現。

2）能對戰備主變壓器、線路、母聯等等不同間隔的設備進行程序化操作。

3）應該提供方便的操作票的編輯、驗證、仿真手段。

4）能通過程序化操作對保護裝置的定值區進行切換，例如在旁路代路時旁路保護裝置定值區的切換。

5）能通過程序化操作對保護裝置的軟壓板進行投切。

6）操作票在執行中遇到問題時應能提示監控人員采取措施，決定終止或者繼續操作票的執行。

7）在變電站進行擴建時不應對以前的操作票造成影響。

由于程序化操作的邏輯程序是安裝在后臺監控機里面，因此相應的后臺監控機要做出相應的更新，其中包括硬件與軟件部分：操作員工作站硬件系統具備足夠的支撐，程序系統具備程序化操作功能模塊，包括：操作票編輯生成工具，設備態編輯生成工具，操作票仿真工具，程序化操作執行與顯示功能模塊等；程序化操作中不可避免的是跨間隔的操作，這就要求本間隔測控裝置能夠得到其他間隔的數據，包括開關刀閘狀態等，三鄉變的測控裝置已具備傳送GOOSE功能，程序化操作需根據要求更改全站測控裝置的GOOSE配置，用來滿足程序化操作跨間隔操作的需要。

3 程序化操作的邏輯判斷與實現方法

程序化操作是一個全自動的過程，操作過程采用“一鍵式”實現。只需在完成模擬預演并五防邏輯驗證正確后，輸入操作口令和操作任務，系統即開始執行程序操作。每步操作步驟需有一定的時間間隔（該時間間隔還可人工設置），后臺具有人工干涉菜單，任何時候可進行人工干涉，暫時停止操作，確認正確后可點擊繼續進行操作。若不進行人工干涉則自動按照間隔時間自動進行操作，操作過程中斷路器、隔離開關及接地刀閘的正常操作需實現“五防”閉鎖功能。考慮到程序化操作過程中可能出現設備未操作到位或設備異常等情況，程序化操作軟件設置程序化操作轉常規操作功能，能一鍵式實現，以方便運行人員對設備異常等情況的處理。變電站內的程序化操作包括兩種類型：一是間隔內程序化操作，也就是說程序化操作的內容僅涉及到本間隔內一次設備的操作，比如單條線路的一次狀態（運行、熱備、冷備、檢修）轉換的程序化操作，這種操作對象僅局限于本間隔內部一次設備的操作，不涉及到不同間隔的互操作；二是跨間隔的程序化操作，其操作過程中涉及到多個間隔的一次操作以及多個間隔的二次操作，如雙母帶旁母接線變電站的倒排操作。以220kV三鄉變電站的220kV桂三甲線由運行轉冷備用和由冷備用轉運行兩個操作為例，具體分析看看程序化操作的邏輯判斷與實現方法。

3.1 220kV 桂三甲線由運行轉冷備用

1）選擇“將桂三甲線由運行轉冷備用”，操作人及監護人在后臺監控系統輸入用戶名、密碼，選擇桂三甲線停電程序化操作票。

2）核對程序化操作任務及操作步驟正確，在后臺機調取桂三甲線停電程序化操作票并核實確認步驟。

3）程序化執行：

（1）斷開關前的五防邏輯判斷：TWJ=0，HWJ=1，開關分位分，合位合。

（2）斷開桂三甲線開關4624。

（3）檢查桂三甲線開關4624在分閘位置，邏輯判斷：TWJ=1，HWJ=0，Ia，Ib，Ic＜門檻值。

（4）匯報調度，程序暫停，運行人員匯報調度。

（5）再經調度令，運行人員點擊“繼續”按鈕后執行。

（6）拉刀閘前的五防邏輯判斷，邏輯判斷：（TWJ=1，HWJ=0）＆（Ia，Ib，Ic＜門檻值）。

（7）拉開桂三甲線線路刀閘46244。

（8）檢查桂三甲線線路刀閘46244在拉開位置，邏輯判斷：4G合位=0，分位=1，刀閘雙位置判斷，合位分，分位合。

（9）拉刀閘前的五防邏輯判斷，邏輯判斷：（TWJ=1，HWJ=0）＆（Ia，Ib，Ic＜門檻值）＆（1G合位=1，分位=0）＆（2G合位=0，分位=1），程序自動判斷，運行于1M時執行。

（10）拉開桂三甲線1M母線刀閘46241。

（11）檢查桂三甲線1M母線刀閘46241在拉開位置，邏輯判斷：1G合位=0，分位=1，刀閘雙位置判斷，合位分，分位合。

（12）拉刀閘前的五防邏輯判斷，邏輯判斷：（TWJ=1，HWJ=0）＆（Ia，Ib，Ic＜門檻值）＆（2G合位=1，分位=0）＆（1G合位=0，分位=1），程序自動判斷，運行于2M時執行。

（13）拉開桂三甲線2M母線刀閘46242。

（14）檢查桂三甲線2M母線刀閘46242在拉開位置，邏輯判斷：2G合位=0，分位=1，刀閘雙位置判斷，合位分，分位合。

（15）執行狀態反饋，后臺機顯示程序執行完成，彈出確認框。

3.2 220kV 桂三甲線由冷備用轉運行

1）選擇“將桂三甲線由冷備用轉運行”，操作人及監護人在后臺監控系統輸入用戶名、密碼，選擇復電操作并點擊恢復后所接運行母線形成操作任務，從而調用相應操作票。

2）核對程序化操作任務及操作步驟正確， 在后臺機調取復電程序化操作票并核實確認步驟。

3）程序化執行：

（1）合刀閘前的五防邏輯判斷，（線路開關TWJ=1，HWJ=0）＆（221甲00合位=0，分位=1）＆（221乙00合位=0，分位=1）＆（B0合位=0，分位=1）＆（C0合位=0，分位=1）＆（2G分位=1，合位=0）＆（Ia，Ib，Ic＜門檻值）＆（復電接1M運行），程序判斷線路復電接1M運行則執行，在程序票任務選擇時由運行人員指定。

（2）合上桂三甲線1M母線刀閘46241。

（3）檢查桂三甲線1M母線刀閘46241在合上位置，1G合位=1，分位=0，刀閘雙位置判斷，合位合，分位分。

（4）合刀閘前的五防邏輯判斷，（線路開關TWJ= 1，HWJ=0）＆（222甲00合位=0，分位=1）＆（222乙00合位=0，分位=1）＆（B0合位=0，分位=1）＆（C0合位=0，分位=1）＆（1G分位=1，合位=0）＆（Ia，Ib，Ic＜門檻值）＆（復電接2M運行），程序判斷復電接2M運行則執行，在程序票任務選擇時由運行人員指定。

（5）合上桂三甲線2M母線刀閘46242。

（6）檢查桂三甲線2M母線刀閘46242在合上位置，2G合位=1，分位=0，刀閘雙位置判斷，合位合，分位分。

（7）合刀閘前的五防邏輯判斷，線路間隔：（TWJ=1，HWJ=0）＆（B0合位=0，分位=1）＆（C0合位=0，分位=1）＆（40合位=0，分位=1）＆（Ia，Ib，Ic＜門檻值），所在母線地刀分，線路地刀分，旁路開關分位。

（8）合上桂三甲線線路刀閘46244。

（9）檢查桂三甲線線路刀閘46244在合上位置，4G合位=1，分位=0，刀閘雙位置判斷，合位合，分位分。

（10）匯報調度，程序暫停，運行人員匯報調度。

（11）再經調度令，運行人員點擊“繼續”按鈕后執行。

（12）合開關前的五防邏輯判斷，TWJ=1，HWJ=0，開關分位合，合位分。

（13）合上桂三甲線開關4624。

（14）檢查桂三甲線開關4624在合閘位置，TWJ=0，HWJ=1，Ua，Ub，Uc＞有壓判據，雙位置判斷，三相有壓（大于有壓判據）。

（15）執行狀態反饋，后臺機顯示程序執行完成，彈出確認框。

4 程序化操作的調試內容

最后，是對程序化操作的的調試。程序化操作的執行是按照操作票進行的，因此每一個操作票的正確與否至關重要。并且操作票內容是對設備態切換的一系列命令組合。為了確保每一張操作票內容的正確性必須進行逐一測試驗證。

針對操作票的內容，驗證工作包括兩部分：一是本間隔操作票的驗證，間隔內操作的票占大多數，主要內容是本間隔內各個設備態之間的轉換，如運行態、熱備用態、冷備用態和檢修態之間的轉換。二是跨間隔操作票的驗證，這種票數量占少數，但是驗證難度大，如倒母操作，需要對所有間隔進行驗證。針對這種操作，最好的方法是利用組合票的方法完成，如倒母操作，可以分解成多個包含單間隔內操作的票，驗證只需在間隔內進行。涉及到的停電范圍控制在單間隔內。在進行程序化操作的過程中，應當嚴格按照上列表格的實行方式，按部就班進行。

5 結論

目前，中國變電站的數量龐大，而且仍在建設中，對于變電站內一次設備復雜繁瑣的操作，工作人員仍顯不足，因此，程序化操作的的應用會越來越廣泛，達到提高操作效率，提高電力系統的安全可靠性的目標。