智能壓板防誤操作系統(tǒng)在500KV變電站的應(yīng)用研究

呂學(xué)增 吳德花 朱義賢 魯偉 魏霞 徐自力 高嶺 劉瑜

摘要：本文介紹了一套由管理軟件、電腦鑰匙、傳輸適配器、智能壓板、智能壓板控制器等構(gòu)成的，能夠?qū)崿F(xiàn)集監(jiān)視、防誤等功能于一體的新型變電站智能壓板防誤操作管理系統(tǒng)具體的研制與應(yīng)用過程。新型變電站智能壓板防誤操作管理系統(tǒng)對(duì)解決二次壓板的投退狀態(tài)檢測(cè)和壓板的二次防誤操作，提高繼電保護(hù)的運(yùn)行水平具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站；電子式互感器；網(wǎng)絡(luò)選型；狀態(tài)檢修

1.引言

電力系統(tǒng)中一次設(shè)備防誤操作系統(tǒng)已趨向完備，變電站常見的防誤裝置類型包括機(jī)械閉鎖、電磁閉鎖、電氣閉鎖、機(jī)械程序鎖、微機(jī)防誤閉鎖、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)防誤閉鎖等【1】。但對(duì)于二次設(shè)備的壓板防誤操作尚無有效控制手段。二次設(shè)備由于壓板的誤投、誤退、漏投、漏退等原因引起的電力系統(tǒng)事故時(shí)有發(fā)生。給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來巨大隱患。為解決二次壓板的投退狀態(tài)檢測(cè)和壓板二次防誤問題，減少二次壓板誤操作引起的事故，提高繼電保護(hù)的運(yùn)行水平，研制一種新型的壓板防誤操作系統(tǒng)勢(shì)在必行。

2.方案確定

2.1目標(biāo)預(yù)期

經(jīng)過調(diào)研、資料查詢等各種方法，沒有發(fā)現(xiàn)成熟的完全符合現(xiàn)場(chǎng)需求的產(chǎn)品，沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)資料。根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)，我們研制的思路本著完善化、系統(tǒng)化、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性強(qiáng)、易操作的原則，結(jié)合變電站內(nèi)目前已有的防誤系統(tǒng)，提出變電站智能壓板防誤操作系統(tǒng)。預(yù)期能研制出一套包含：管理軟件、電腦鑰匙、傳輸適配器、智能壓板、智能壓板控制器，能夠?qū)崿F(xiàn)集監(jiān)視、防誤等功能于一體的一站或多站硬壓板的集中管理及防誤操作智能壓板防誤的操作系統(tǒng)，使一、二次設(shè)備防誤操作形成閉環(huán)控制，保護(hù)壓板防誤操作系統(tǒng)作為全面防誤系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，實(shí)現(xiàn)從一次到二次，從手動(dòng)站、無人站到數(shù)字化變電站的全面防誤系統(tǒng)解決方案。

2.2目標(biāo)可行性分析

變電站現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)使用了微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了互通信，對(duì)變電站一次設(shè)備包括開關(guān)、閘刀的狀態(tài)以及接地線的狀態(tài)均能實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有了基礎(chǔ)平臺(tái)。智能壓板防誤操作系統(tǒng)可以作為一個(gè)子系統(tǒng)嵌入到原有的防誤操作系統(tǒng)中，從而形成由一次設(shè)備到二次設(shè)備完整的防誤閉鎖解決方案。

智能壓板的應(yīng)用必須與相關(guān)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相匹配，這樣才是完成的操作系統(tǒng)，才能確保變電站繼電保護(hù)工作的質(zhì)量【2】。目前，電力系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)存在成熟的通過非電量原理和開關(guān)量原理來檢測(cè)壓板投退狀態(tài)，并將壓板投退狀態(tài)上傳給上位機(jī)管理系統(tǒng)的技術(shù)手段，為目標(biāo)的實(shí)施提供了技術(shù)保證。

目前在電力系統(tǒng)中已經(jīng)存在一些防止保護(hù)及自動(dòng)裝置二次壓板誤投、漏投退的管理和技術(shù)相關(guān)的措施，雖不夠成熟，但為本次目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)可提供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。

3.智能壓板防誤操作系統(tǒng)的研制實(shí)施

3.1安裝智能壓板

在常規(guī)壓板的基礎(chǔ)上，智能壓板采用非電量接觸原理檢測(cè)壓板的投退狀態(tài)及投入到位檢測(cè)，并將壓板的狀態(tài)上送給智能壓板控制器；接收智能壓板控制器的操作指令，控制壓板狀態(tài)燈的閃爍，當(dāng)要操作該智能壓板燈常亮；如果沒有經(jīng)開票操作，檢測(cè)到壓板的狀態(tài)發(fā)生改變則狀態(tài)燈閃爍，智能壓板控制器報(bào)警，并將告警信息上傳給上位機(jī)。智能壓板安裝時(shí)的開孔尺寸與常規(guī)壓板完全相同。

3.2加裝壓板控制器

智能壓板控制器有電腦鑰匙接口，能與電腦鑰匙交互壓板操作信息。每面保護(hù)控制屏安裝一臺(tái)智能壓板控制器來管理屏上的全部硬壓板，包括每個(gè)壓板投退狀態(tài)的查詢及智能壓板的自檢信息，智能壓板控制器與智能壓板的通信方式采用RS485。智能壓板控制器可以采集本控制器下所有智能壓板的投退狀態(tài)及運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)有異常情況將信息上送給上位機(jī)；能夠接收電腦鑰匙的操作指令，再將指令發(fā)給對(duì)應(yīng)的智能壓板，智能壓板接收到操作指令后驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)燈閃爍，指示操作人員進(jìn)行操作。

3.3 通信管理系統(tǒng)及通信方式選擇

利用現(xiàn)有的主子站通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)主子站防誤系統(tǒng)的互聯(lián)，不需重新添加或更換通信設(shè)備。系統(tǒng)可支持網(wǎng)絡(luò)、光纖通道、串口等多種傳輸介質(zhì)；其中網(wǎng)絡(luò)通信可采用基于現(xiàn)有的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

3.4 研制上位機(jī)壓板防誤操作管理軟件

智能壓板防誤操作系統(tǒng)主要由5部分構(gòu)成：上位機(jī)智能壓板防誤管理系統(tǒng)、傳輸適配器、電腦鑰匙、智能壓板控制器、智能壓板。

上位機(jī)智能壓板防誤管理系統(tǒng)具備實(shí)現(xiàn)全站或多站壓板的集中管理、壓板狀態(tài)監(jiān)視、壓板非法操作時(shí)的報(bào)警、壓板規(guī)則編輯、壓板操作開票和模擬預(yù)演、壓板操作記錄、變位記錄及歷史查詢、通信等功能。

通過測(cè)試，在保護(hù)小室內(nèi)進(jìn)行任何壓板投退操作時(shí)均能夠在控制室內(nèi)五防主機(jī)上實(shí)施顯示。

4.應(yīng)用情況及效果

通過對(duì)壓板投退是否受五防閉鎖控制進(jìn)行檢查，繪制出下表。

從表中可以看出加裝閉鎖后，正常操作時(shí)，必須先在上位機(jī)管理軟件上開票（手工開票或典型票），并模擬預(yù)演成功后才能進(jìn)行相應(yīng)的操作。如果沒有經(jīng)開票、模擬預(yù)演而直接操作壓板，系統(tǒng)檢測(cè)到非法操作，上位機(jī)將會(huì)音響報(bào)警，智能壓板控制器也會(huì)告警，智能壓板指示燈一直閃爍直到恢復(fù)之前的狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)了壓板投退狀態(tài)檢測(cè)、壓板投入到位檢測(cè)、壓板投退規(guī)則編輯及判斷、壓板操作的防誤功能、智能壓板地址自動(dòng)識(shí)別等功能。

通過實(shí)施，站內(nèi)所有壓板的投退狀態(tài)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效防止了二次壓板的誤操作的發(fā)生情況發(fā)生。壓板誤投、漏投率為0，達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)。

通過有效的對(duì)策實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了課題目標(biāo)。全新的智能壓板系統(tǒng)解決了遠(yuǎn)方監(jiān)視、現(xiàn)場(chǎng)提示、后臺(tái)預(yù)演和記錄、儲(chǔ)存、查詢的功能要求【3】，改變了在實(shí)際運(yùn)行中，因壓板投退不當(dāng)，導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)投、漏投、造成保護(hù)系統(tǒng)無法完成跳合閘動(dòng)作的現(xiàn)象。有效解決了壓板的投退狀態(tài)檢測(cè)和壓板二次防誤問題，減少二次原因引起的事故，提高繼電保護(hù)的運(yùn)行水平。更好的確保人身、設(shè)備、電網(wǎng)的安全，帶來了無形的安全效益。

參考文獻(xiàn)

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[3] 陸海寧.二次壓板的智能化運(yùn)行及應(yīng)用探討[J].華東電力，2010，（12）：1874.

（作者單位：國網(wǎng)安徽省電力有限公司調(diào)控中心）