智能變電站順控操作的一些細節討論

李毅

摘 要：在智能變電站，順序控制操作方式已經成為發展趨勢，相比傳統的人工操作方式，順控操作能大量節省時間和人力物力，但隨著順控的推廣，一些細節方面的問題已經擺上了臺面，如果操作中出現突發狀況的處理對策，以及操作后的位置檢查等。該文將對這些細節問題進行討論，并提出一些筆者的觀點。

關鍵詞：智能變電站 順序控制 雙位置判據 斷路器 隔離開關 保護裝置

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（b）-0108-02

智能變電站的推廣和發展，給變電站倒閘操作帶來了一種全新的方式，那便是程序化操作。程序化操作簡稱為順控操作，是通過定義不同的運行狀態之間的轉化方式，將固定的操作票寫入遠動機或后臺機等，在進行操作時，如某間隔由運行轉檢修，由相關的程序自動進行操作以完成設備運行狀態的轉變。

很顯然，順控操作具有諸多好處，它可以大大減輕運行人員的勞動強度，有效緩解當下不斷增多的變電站與運行人員相對缺少的矛盾，以應對無人值班變電站的需求，還能在操作中很大程度上減少人為誤操作的可能，提高操作的安全和效率。

由表1可見，順控操作在當下具有極大的推廣意義，實際上在最近幾年新站建設中，已被大量采用。筆者從事變電站現場施工工作多年，對于順控操作有一定的了解和研究，關于其中的一些細節部分，提出了自己的見解，以供探討。

先簡要介紹一下順控的原理，寫有操作票的主機（遠動機或后臺服務器），在收到操作命令后，首先與五防邏輯進行比較，通過五防驗證后，主機便會按照固定的操作流程逐步進行遙控操作。在每一步操作前會進行條件確認，遙控出口后，再檢查操作結果是否達到預期，最終完成一個間隔乃至全站運行狀態的轉變。其中操作的對象可以是開關和電動刀閘，也可以是保護裝置或其他可以遙控的對象。以下從三個方面，對順控過程中的一些細節進行討論。

1 操作前的條件確認，并應具有智能提示功能

作為智能變電站的順控操作，應該不僅能完成人工操作所必須的步驟，理應能實現更多功能，以體現智能化的初衷。在人工操作時，每項操作步驟之前，操作人員會核查被操作設備的狀態，新設備投運前還會檢查諸如壓板等保護裝置的狀態，那么智能站順控操作時，在執行每一項操作步驟之前，也應檢查以上內容。除此之外，還應能根據具體的操作對象，加入以下條件，當條件滿足時，繼續操作；不滿足時，暫停并報出提示內容，告訴運行人員是哪一條異常信號的發出而阻止了操作的繼續。

斷路器。在操作斷路器之前，不僅只檢查斷路器的分合位置，智能站還應能檢查一些其余能表示斷路器工作狀態的遙信，這些信號有以下：控制回路斷線，彈簧未儲能，SF6氣壓低閉鎖，就地信號等，一旦出現以上信號，則表示斷路器不能進一步進行操作，那么智能站順控操作就應該暫停，并報出提示，由運行人員再進一步人工干預，如果是如SF6氣壓低閉鎖等需檢修人員處理的問題，則人工終止該操作，等待處理。

隔離開關。隔離開關電動操作機構雖然比斷路器簡單的多，但按照廠家設計，也能報出電動機構不能進一步操作的信號，如控制回路失電，電機電源消失，就地信號等。控制回路失電表示操作繼電器將不能被起動，電機電源消失表示繼電器雖然能動作，但由于電機沒有電源，機構仍將不能運轉，就地信號則表示不能遙控。出現以上信號，應暫停操作并報出提示，由運行人員人工處理，處理完畢后視現場設備情況決定繼續操作，還是等待檢修人員處理。

保護裝置。在操作開關進行送電前，也應檢查保護裝置是否處于正常運行狀態，如有裝置閉鎖、裝置報警等信號時，應暫停并提示運行人員檢查。而需注意的是在母線送電時，PT斷線信號應不在檢查的范圍之內。另外，還應檢查保護裝置內該投的壓板是否確在投運位置，如主變送電時的差動壓板，線路送電時的光差壓板等，如果檢查不在投入位置，暫停并提示運行人員檢查，如果有些壓板依據調度令確實不在投運狀態，則操作可以繼續。

2 操作后的檢查判據，應滿足新安規要求

最新的國家標準新安規中明確規定，遠方操作設備，應有非同源或非同樣原理的兩個及以上的判據滿足條件，才可以確認該操作的完成。在傳統的人工操作方式中，在進行每一步的操作后也會有進行檢查的項目，諸如斷路器和隔離開關之類的檢查則是單獨的一項，人工操作完畢后，操作人員會在設備現場進行操作結果的檢查，如斷路器檢查指示牌所指向的分合位置，隔離開關每相觸頭是否接觸到位，觸頭臂是否剛過死點，如主變或線路送電后檢查是否有負荷電流等等。

很顯然，以上檢查項目很難在進行順控的過程中進行人工檢查，順控操作現在一般要求在監控端進行遠方操作，操作人員坐在監控站內而非變電站內，如果沒有視頻聯動是不可能看見設備的實況的，且就算順控操作在變電站端實現，操作人員也很難實現在每一步操作后人工進行位置檢查，而換句話說，如果每一步操作都需要人工去檢查位置，那又如何體現智能站順控操作的優越性呢？

所以，操作后設備位置的檢查是智能站順控操作繞不過去的一道坎，而實際上在先行的順控操作中，操作過后的位置檢查多以單位置為準，如斷路器和操作開關只檢查分合位置信號，顯然不滿足新安規所規定的雙位置確認要求。而根據筆者的經驗和研究，仍將從以下三個方面對該要求進行討論。

斷路器。以往一些順控操作中的判據，只判斷斷路器的分合閘位置，不符合新安規的雙位置要求。而事實上在人工操作進行位置檢查時，對于斷路器也只能檢查開關機構箱上的指示牌，或者在送電后檢查負荷電流，而無法直接檢查斷路器的動靜觸頭是否接觸到位。對于這點，開關機構上的指示牌是安裝在傳動軸上，通過傳動軸間接反映動靜觸頭的接觸情況，而開關分合位置是通過輔助接點采集，輔助接點則是通過一個連桿連接在傳動軸上的，看起來輔助接點與指示牌都是連接在傳動軸上，那么它們是不是就是同樣原理的呢？筆者認為，它們符合非同源或同樣原理的條件，因為指示牌是直接裝在傳動軸上，甚至有些指示牌就是傳動軸，所以相比輔助接點，它們更能可靠的反應開關實際位置，畢竟輔助接點與傳動軸之間的連桿有松動或脫落的可能。所以筆者認為，斷路器的雙判據完全可以采用微動開關來監視傳動軸的實際位置，具體操作起來就是在傳動軸的兩個固定位置各安裝一個微動開關，而微動開關較短的行程，相比輔助接點的長行程，能更準確地反應開關的實際位置，用這個信號來判斷斷路器是否分合閘到位將是傳統位置信號的有效補充，具體方案見圖1、圖2。

此外，還可以考慮加入電流判據，一般合開關就是送電，可以引入一個電流限值，超過這個值就認為開關合閘到位，而考慮到有可能短時間內沒有負荷，筆者認為更應該考慮保護啟動這個信號，因為正常操作時只要合斷路器，就是對設備的充電，這個設備可以是主變線路也可以是母線，而只要是充電，就必有相應的保護啟動，所以完全可以考慮將對應的保護裝置保護啟動信號加入到斷路器的合閘位置判據中去。

隔離開關。與斷路器不同的是，人工操作時能到達現場直接檢查隔離開關的觸頭接觸情況，而并非檢查傳動軸上的指示器，所以順控過程中如何檢查隔離開關的位置，將是一個難題。筆者認為，可以在隔離開關瓷瓶底部加裝傳感器，當瓷瓶底部轉到固定位置時，相對應的傳感器將會接通，通過遙信采集供順控操作判斷使用，也同樣解決了雙位置判據的問題。不過由于每相隔離開關的生產工藝問題，傳感器的位置選擇需要耗費現場安裝的大量時間，需要反復試驗方才能定下來。此外，還可以考慮在觸頭上加裝傳感器，通過光或者其它的方式將觸頭的接觸情況傳送給下方構架上的傳感器，將會更精確的監控隔離開關觸頭的位置，不過實現起來會有較大難度。

保護裝置。在操作過程中同樣需要對保護裝置進行操作，常見的操作有投退壓板、切換保護定值區以及更改保護定值。而需要注意的是，以上這些操作一般會出現在新設備送電過程中，或者運行中單獨操作，而并非會出現在常見的正常倒方式中，所以實際上筆者認為，對保護裝置的操作可以不在順控的操作票中。然而遠方操作保護裝置時同樣需要滿足雙位置要求，而往往很多軟壓板和定值區都很難做到雙位置，筆者認為完全可以在保護裝置中再加一塊通信插件，單獨組網，這樣就能將定值區號及軟壓板位置以兩種非同源的方式上傳，不過目前保護廠家尚未類似產品。而遠方更改定值，考慮到將定值的重要性與上傳定值具體數值的通信可靠度進行對比，筆者認為目前暫不可實施，且也無必要實施。

3 操作中出現的暫停或終止，應可靠閉鎖下一步操作并給出提示

操作過程中往往會出現一些意外，比如斷路器合閘于故障，斷路器或隔離開關合閘不到位而引起其他保護如母線保護動作等保護動作，再如操作過程中出現斷路器SF6低告警，操作后出現斷路器控制回路斷線，直流接地等告警，又或者斷路器或隔離開關操作后不變位，等等一些突發情況。如果這時是人工操作，操作人員自會檢查現場后判斷如何處理，要么立即解決問題繼續操作，要么中斷操作匯報調度。

而如果這時是順控操作，那么也應該具備智能判斷能力。為避免順控程序的復雜性，以及考慮到與大量的操作相比，操作中出現意外的幾率還是很低，筆者建議，順控操作中只要出現保護動作信號，就立即中斷操作，提示保護動作信號，這一點很容易實現，只需要在每一步操作前檢查一下全站事故總信號是否為0即可。然后由操作人員檢查保護動作情況，判斷是否再進行下一步操作，比如是恢復原有運行方式還是繼續遙控操作，或者聯系檢修人員進行處理。

而告警信號由于可能出現的內容比較多，寫入順控程序太復雜，筆者覺得完全可以由遠方監控人員把握，因為監控人員本來就負有監盤的責任，應該能第一時間發現變電站的告警信號，且這些告警信號一般不會對接下來的操作造成太大影響。而如斷路器SF6閉鎖信號在沒有報警信號之前就在操作過程中突發的可能性還是極低的，所以只需在操作斷路器前檢查一下即可。至于斷路器控制回路斷線，如果在斷路器合閘后出現將會影響保護出口，所以應該在合斷路器之后檢查位置時再加一條，合位繼電器動作信號發出，既能在檢查斷路器位置時多一條判據，又能避免保護動作跳不開斷路器的情況發生。

至于斷路器或隔離開關操作后不變位，則應該可靠暫停操作，通知現場人員檢查過后，由操作人員選擇繼續本步操作還是中斷操作。由于一般設備操作后不變位，多為遙控出口壓板未投，現場設備遠方就地，或者未采集位置的控制電源空氣開關未投，都可以現場立即處理，所以應考慮操作不變位這種情況發生后，人工選擇繼續此步操作的功能。

4 結語

以上三方面內容是筆者關于智能站順控操作的一些理解和想法，希望能給與同行人員以一定的參考，更希望能獲得批評指正。

總而言之，智能站順控操作能大量節省人力物力，代表了新一代智能站操作方式的新方向，值得研究人員，以及現場生產人員投入大量精力去完善它，使它成為變電站操作的常態。

參考文獻

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