探究發電廠和變電站問隔層測控裝置防誤閉鎖及順序控制規則庫的設計方法

王森

本文通過介紹了發電廠和變電站間隔層測控裝置防誤閉鎖及順序控制的應用背景，提出在防誤閉鎖和順序控制微機實現時與規則庫設計的相似的地方。表述了 防誤閉鎖和順序控制的具體要求，操作流程以及設計方法。對間隔層I/O測控裝置工程中的應用效果做了簡單的陳述，使得發電廠以及變電站的電氣設備能夠高效安全地運行。

將某種形式的原始能轉化為電能以供固定設施或運輸用電的動力廠。變電站，顧名思義改變電壓的場所。為了把發電廠發出來的電能輸送到較遠的地方，必須把電壓升高，變為高壓電，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來完成。發電廠和變電站中的電器設備充當著主要的作用，是保證發電廠和變電站能夠正常運行的基礎，所以一般對電器設備的安裝質量的要求都很高。根據近年來中外的時間數據表明，引發的人身和重大設備事故主要是人為因素，包括設備運行值班人員、技術檢修人員以及其他工作人員的不規范操作引起。對于工作人員的不規范操作主要體現在誤拉、誤合斷路器以及誤人間隔等容易造成一系列的惡性事故，而防誤閉鎖就是有效防止這類事故發生而采取的一種措施。近年來電網對防誤閉鎖系統的安全性的要求越來越高，很多閉鎖系統都要求全站閉鎖，也就是不僅操作員站中具有防誤閉鎖功能，還要求經自動化系統的操作控制均應通過間隔層I/O測控模塊防誤閉鎖的邏輯判斷，如果發現錯誤會報警，防誤閉鎖邏輯判斷的依據是固存在I/O測控模塊內的規則庫。通過一系列操作控制，使得設備從當前狀態達到目標狀態，和防誤閉鎖系統一樣，順序控制中目標狀態判斷及下一步是否執行的邏輯判斷的依據也是固存在I/O測控模塊內的規則庫。具體的研究過程如下所示。

1間隔層防誤閉鎖和順序控制的要求

1.1防誤閉鎖

隨著國家電網的高速發展，對防誤閉鎖提出了新的要求。防誤操作閉鎖裝置是利用自身既定的程序閉鎖功能，裝設在高壓電氣設備上以防止誤操作的機械裝置。防誤閉鎖裝置包括：微機防誤、電氣閉鎖、電磁閉鎖、機械聯鎖、機械程序鎖、機械鎖、帶電顯示裝置等具體對間隔層I/O測控模塊而言，（1）在系統的設計中，不僅有I/O測控模塊的防誤邏輯判別，還應該對采集相關模擬量進行判別，這樣判斷的結果更加可靠可信。如當電流≤1%額定電流，這時應判斷PT無電壓。如果雙母線停役一條母線前拉母聯斷路器時，此時應該判斷其CT無電流。（2）對I/O測控模塊設置全站性閉鎖邏輯，操作人員站中防誤邏輯庫應能提前下載到I/O測控模塊中，而且可以從模塊中直接提取。（3）電氣系統中五防有、防止誤分、合斷路器；防止帶負荷分、合隔離開關；防止帶電掛（合）接地線（接地開關）；防止帶接地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）；防止誤入帶電間隔。程序應該連貫不中斷，并且中間設有防護裝置。

1.2順序控制

（1）順序控制是指按照預先規定好的編程順序，當我們輸入信號，在五防要求下，各個單元部分就會按照順序進行操作，順序控制也是電廠和變電站智能化的標志。I/O測控模塊的順序是從運行狀態-熱備用狀態-冷備用狀態-檢修狀態，再反過來從檢修狀態-冷備用狀態-熱備用狀態-運行狀態，形成一個閉合循環系統。

（2）順序控制的流程，為了提高倒閘操作的效率，可以拆分成單間隔的操作。所以可以將多張操作票生成組合票來進行順控操作仿真。為保證順序控制的安全和穩定進行，在組合票操作進行時，系統會自動對組合票進行人工確認，強制進行仿真預演和必要的防誤邏輯驗證，操作流程主要是：接收操作命令-設備自動判別設備運行狀態-人工確認預演程序化操作強制進入仿真程序-預演仿真操作-人工輸入操作-操作結束，在這流程中，當預演失敗或者操作結果錯誤后，系統會重新進入人工確認預演程序化操作。

2防誤閉鎖及順序控制規則庫的設計方法

（1）I/O測控裝置規則庫設計：首先把參加邏輯判別的遙信、遙測的序號和狀態定義加入容量為1024的基本條件庫。使用實時數據行邏輯判別，結果存入備用。然后后臺軟件負責對“基本條件”進行抽取定義。順序控制時，其中“組合條件”的運算結果是判斷下一步是否執行的依據。（2） I/O測控裝置規則庫條件的運算：同上文邏輯表達式，邏輯表達式一般有前中后綴表達式，與前兩者相比，在后綴表達式中既不含有括號，也沒有優先級的差別，計算流程按照運算符出現的先后次序進行。（3）I/O測控裝置規則庫聯鎖功能：間隔層I/O測控裝置具有很強的可靠性，就算站控系統層發生故障而癱瘓，通過間隔層I/O測控裝置也可以實現信息共享而具有聯鎖功能。在本文中聯鎖信息通過裝置主動發送過報文，1s內刷新聯鎖信息，比TCP方式可以提高數據傳輸的速度。（4）工作人員最終校驗：工作人員通過讀取規則庫，核對無誤后，再備份一份，相互驗證無誤后才可以繼續操作。如果發現任何環節有錯誤時，立即終止。

本文的設計方法操作簡單，適用于大多數的電廠和變電站，符合基本自動化系統的技術要求，目前在國內已得到了廣泛的應用和推廣。