變電站自動化系統(tǒng)的在線式五防技術(shù)及其實現(xiàn)

哈爾濱電氣集團阿城繼電器有限責(zé)任公司 翟永成

1.引言

隨著電力系統(tǒng)的日益發(fā)展，五防技術(shù)不斷更新。變電站技術(shù)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及一體化共享模式發(fā)展。結(jié)合數(shù)字化變電站的新理論、新技術(shù)，在線式五防系統(tǒng)實現(xiàn)了測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信息互動化的智能化，簡化了自動化系統(tǒng)和一次設(shè)備之間的接口，減少了輔助觸點和連線，提高了自動化系統(tǒng)的可靠性，是未來智能化變電站重要構(gòu)成部分。

2.在線式五防系統(tǒng)概述

智能化開關(guān)、光電式互感器等機電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，使得數(shù)字化變電站從理論變?yōu)楝F(xiàn)實。數(shù)字化變電站3個主要的特征是“一次設(shè)備智能化，二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化，符合IEC61850標(biāo)準(zhǔn)”，即數(shù)字化變電站內(nèi)的信息全部做到數(shù)字化，信息傳遞實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，通信模型達到標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備和功能共享統(tǒng)一的信息平臺。

在線式五防系統(tǒng)應(yīng)采用與自動化系統(tǒng)一體化的模式，指在邏輯意義上防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)融為一體，具體指：(1)防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，五防模塊與自動化系統(tǒng)的其他應(yīng)用模塊一樣從同一個實時庫獲得數(shù)據(jù)；(2)防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫組態(tài)，五防數(shù)據(jù)直接從自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中挑選測點，編輯五防屬性，如合分規(guī)則，操作術(shù)語等。(3)防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的畫面編輯，可以直接采用自動化系統(tǒng)的畫面作為五防的畫面，不用重新制作。其服務(wù)進程如圖1所示。

3.在線式五防系統(tǒng)實現(xiàn)方式

3.1 后臺監(jiān)控系統(tǒng)五防

嵌入五防系統(tǒng)后的后臺監(jiān)控系統(tǒng)，實時從監(jiān)控系統(tǒng)獲取當(dāng)前全站的遙信狀態(tài)。正常情況下任何操作都需要操作票順序判斷后由后臺系統(tǒng)獨立完成。針對每一步的操作序列，通過G00SE將對應(yīng)操作序列信息點置位。只有當(dāng)相應(yīng)的操作正確動作并有觸點返回后，才確認該操作完成，將操作序列信息點復(fù)歸并進入到下一步操作或操作結(jié)束。

圖1 一體化五防服務(wù)進程

后臺經(jīng)過五防開具操作票，通過G00SE將五防聯(lián)鎖的運算結(jié)果即每個操作對象的操作條件是否滿足發(fā)送給對應(yīng)的包含該操作對象的測控單元。

后臺的遙控操作在操作之前，必須經(jīng)過自己的一體五防邏輯判斷是否允許當(dāng)前操作。遙控令到達測控裝置后，測控裝置僅校驗測控裝置本身的間隔測控聯(lián)鎖虛觸點，而不再校驗該操作序列是否允許。

后臺需具有臨時解鎖功能，解除后臺的開票，允許后臺緊急單步操作。

3.2 測控屏的實現(xiàn)

在測控屏柜設(shè)計兩個把手：一個為遠方就地把手(QK)，“遠方”模式對應(yīng)調(diào)度以及后臺的遙控，“就地”模式對應(yīng)就地操作；另一個為五防把手，1代表“在線五防”投入；0代表“在線五防”退出(間隔測控聯(lián)鎖依然運行)；增加一個開關(guān)的操作把手(KK)，該把手在QK打到就地時，可經(jīng)過KK把手對開關(guān)進行分合。測控屏上不需要增加解鎖鑰匙。解鎖操作全部在就地端子箱操作。

正常情況下：“在線五防”投入，QK把手處于“遠方”：此時，測控裝置最終的測控五防閉鎖觸點通過間隔測控聯(lián)鎖的判斷后輸出。即遠方遙控情況下，后臺與調(diào)度發(fā)送的遙控令只經(jīng)過間隔測控聯(lián)鎖連個虛觸點。后臺的順序操作僅由后臺一體五防邏輯來保證。當(dāng)“在線五防”投入，QK把手處于“就地”：此時，測控裝置閉鎖遠方操作，僅可以在測控屏上進行操作；此時測控裝置最終的測控五防聯(lián)鎖觸點通過：后臺五防邏輯、間隔測控聯(lián)鎖、后臺五防操作序列允許的“與”邏輯后輸出，即就地操作必須經(jīng)過后臺的操作票序列允許，該操作主要目的是為了避免就地操作時走錯間隔而產(chǎn)生誤操作。當(dāng)“在線五防”退出時，測控裝置的測控五防閉鎖觸點僅經(jīng)過測控裝置的問隔聯(lián)鎖邏輯輸出。

3.3 智能操作箱的實現(xiàn)

智能操作箱可以與測控單元進行GOOSE信號的收發(fā)聯(lián)系。智能操作箱一方面采集本間隔的開關(guān)、刀閘等位置信息上送給測控單元，另一方面接收測控單元發(fā)送的操作允許的GOOSE信息。測控單元對應(yīng)的智能操作箱針對每一個可操作對象應(yīng)提供分合各一副閉鎖觸點串入操作回路。當(dāng)操作箱收到測控裝置發(fā)送的所對應(yīng)對象的測控五防聯(lián)鎖觸點開放GOOSE信號后，則該操作對象可以進行操作。同時智能操作箱提供一副緊急解鎖的萬能鑰匙，以應(yīng)對當(dāng)GOOSE斷鏈無法獲取聯(lián)鎖結(jié)果而閉鎖聯(lián)鎖觸點時，運行人員到就地緊急操作時能夠通過把手從外回路將聯(lián)鎖觸點隔開，進行就地緊急控制。同時在就地端子箱上應(yīng)具有“遠方/就地”的QK把手，該把手打到就地后，僅允許在端子箱內(nèi)就地操作。同時該遠方就地把手信號需要送到測控裝置中，從而保證端子箱內(nèi)就地操作時能通過操作票序列的校驗。

3.4 鎖具的實現(xiàn)

選用一種可以實時觸點返回的鎖具。在運行人員現(xiàn)場操作完畢，且刀閘操作到位后，提供返回的觸點通過硬接線給智能操作箱或測控裝置，從而實現(xiàn)該操作的反饋。

4.結(jié)束語

在線式防誤操作系統(tǒng)由于其“實時、在線”的本身技術(shù)特征，加上未來不斷成熟的“順控”技術(shù)，將完全可以取消人工現(xiàn)場操作環(huán)節(jié)，只需單人在監(jiān)控主機開票或選擇操作模式即可自動實現(xiàn)整個操作流程，大大提高操作效率。

在線式防誤操作系統(tǒng)可以配合監(jiān)視系統(tǒng)的遠程實時監(jiān)視功能，從而滿足未來變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)遠程技術(shù)指導(dǎo)、監(jiān)督的辦公模式，同時也為變電站實現(xiàn)智能化管理提供了強有力的技術(shù)保障。

隨著數(shù)字化變電站自動化技術(shù)的不斷更新、運行管理模式的進步，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在國內(nèi)的不斷推廣應(yīng)用，在線式防誤操作技術(shù)，將成為變電站防誤操作的發(fā)展方向。

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