變電站一鍵順控改造技術的試點研究

劉慧　黃凱　王宇飛

摘 要：隨著電網快速發展，變電站數量飛速增長，變電站常規操作環節復雜、效率低，誤操作風險大，成本高、難度大，人身安全風險高，變電站運行和調度人員面臨巨大的考驗。本文對變電站一鍵順控技術進行試點研究。該技術滿足變電站操作規程和邏輯要求，大大提高了工作效率，具有較高的推廣使用價值。

關鍵詞：一鍵順控;雙確認判據;變電站;改造技術

中圖分類號：TM63文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）14-0122-03

Pilot Study on One-key Sequence Control Transformation Technology of Substation

LIU Hui HUANG Kai WANG Yufei

（State Gird Zhengzhou Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of the power grid， the number of substations has grown rapidly. The routine operation of substations is complicated， low efficiency， high risk of misoperation， high cost and difficulty， and high personal safety risks. Substation operation and dispatch personnel are facing huge challenges. This paper conducted a pilot study on the one-key sequence control technology of the substation. This technology meets the operation regulations and logic requirements of the substation， greatly improves the work efficiency， and has a high value for promotion and use.

Keywords： one-key sequence control;double confirmation criterion;substation;transformation technology

隨著電網快速發展，變電站數量快速增長，傳統倒閘操作問題日益凸顯。傳統倒閘操作環節復雜操作前需要經接令、寫票、審核、模擬等環節，重復性工作多，同一操作任務，每次操作需要重復執行全部相同流程，所有操作均需要人員現場執行、現場確認、效率低下，智能站二次設備軟壓板多，不同廠家命名、描述不同，只靠人工判別，易發生誤操作、漏操作。操作時人力、物力、時間成本高，惡劣天氣復雜環境等更增加現場倒閘操作的難度。而運檢人員數量相對穩定，生產任務日益繁重，人員數量和結構矛盾突出，當前急需改進原有操作方式，將煩瑣、重復、易誤的傳統人工倒閘操作模式轉變為自動模式，節省操作時間，減輕工作強度，降低誤操作、漏操作風險，縮短用戶停電時間[1]。

1 總體技術方案

結合我國變電站現狀，根據國家電網有限公司運維檢修部發布的《變電站一鍵順控改造技術規范》，制定改造方案，將變電站的倒閘操作通過軟件編程，實現自動識別一次設備狀態，一鍵啟動操作流程并可進行防誤校驗。操作系統中存儲常用操作的一鍵順控操作票，便于不同操作使用。一鍵順控過程中將雙確認的多個判斷條件中位置接點、壓板狀態、當前定值區號判據作為主要判據;其他判據為輔助判據，操作對象期望達到的目標狀態為目標設備態。一鍵順控指令在執行前必須一定滿足的初始條件，否則禁止指令執行。一鍵順控指令全部執行后需要滿足的預期狀態是目標狀態，目標狀態全滿足表示指令執行成功，目標狀態未滿足表示指令執行失敗。系統架構如圖1所示。監控主機主要進行一鍵順控的操作和儲存功能，測控裝置通過雙重判據獲取隔離開關、倒閘等實時信息，防誤主機輔助監控系統進行校核，實現監控系統一鍵順控功能。

1.1 功能結構

通過改造實現變電站主設備狀態轉換的一鍵順控操作，如圖2所示。實現組合式電器，敞開式電器，充氣式、固體絕緣開關柜“運行、熱備用、冷備用”三種狀態間的轉換操作;實現空氣絕緣開關柜“運行、熱備用”兩種狀態間的轉換操作;實現倒母線、主變中性點切換、終端變電站電源切換操作。

1.2 一鍵順控操作流程

一鍵順控操作將操作流程精簡至8步（見圖3），依次選擇操作對象、當前狀態、目標狀態后，由程序自動執行倒閘操作（見圖4），安全可靠，省時、省力、省心，簡單便捷。

1.3 “雙確認”判據

通過傳感器接收隔離開關、刀閘等一次設備的位置信息，傳感器具有數據重傳機制，數據可靠傳輸至測控裝置，實現設備實時狀態的“雙確認”。雙確認判據如表1所示。

2 實施過程

2.1 監控系統改造

優先對監控主機進行一鍵順控功能升級，若不具備升級條件，可新增一臺具有一鍵順控功能的監控主機，保留原監控主機，新增監控主機僅完成一鍵順控功能。若新增監控主機可替代原監控主機所有功能，應按原監控主機配置數量新增具有一鍵順控功能的監控主機，替代原監控主機;若原間隔層裝置不支持新增監控主機接入，則原監控主機退運，由新增監控主機實現一鍵順控功能及原監控主機所有功能。新增的監控主機宜采用雙網冗余接入Ⅰ區站控層網絡，若原站控層網絡為單網則單網接入，從站控層網絡上采集一二次設備運行狀態。若新增監控主機無法直接通過Ⅰ區站控層網絡與原間隔層裝置通信，可增加規約轉換裝置，采用DL/T 860標準與新增監控主機通信，若原有間隔層裝置不能滿足信息接入需求，可新增公用測控裝置，用于接入雙確認等新增信號，完善與一鍵順控操作相關的信息接入[2]。

若變電站內沒有配置獨立五防主機，需要新增一臺智能防誤主機，智能防誤主機與監控系統內置防誤邏輯共同實現一鍵順控雙套防誤校核。若已配置獨立五防主機，優先對原獨立五防主機進行一鍵順控校核功能升級，不具備升級條件的應新增一臺具有一鍵順控校核功能的智能防誤主機。若新增智能防誤主可替代原獨立五防主機所有功能，應由新增智能防誤主機替代原獨立五防主機。若新增智能防誤主機不能替代原獨立五防主機，則保留原獨立五防主機，新增智能防誤主機僅實現一鍵順控校核功能，新增智能防誤主機從新增監控主機獲取全站設備實遙信狀態，從原獨立五防主機獲取地線、網門等虛遙信狀態。新增智能防誤主機宜采用雙網冗余接入站控層網絡。

優先對Ⅰ區數據通信網關機進行一鍵順控功能升級;若不具備升級條件，應新增一臺具有一鍵順控指令轉發、執行結果上送功能的Ⅰ區數據通信網關機，宜采用雙網冗余接入站控層網絡，若原站控層網絡為單網，則通過單網接入[3]。新增監控主機、智能防誤主機、Ⅰ區數據通信網關機時，應對UPS容量進行核算。

2.2 一次設備改造

斷路器具備遙控操作功能，三相聯動機構位置信號的采集采用合位、分位雙位置接點，分相操作機構采用分相雙位置接點。母線和各間隔使用電壓互感器數據，無電壓互感器時增加具備遙信和自檢功能的三相帶電顯示裝置。隔離開關具備遙控操作功能，其位置信號的采集采用雙位置接點遙信。

2.3 雙確認改造

斷路器應滿足雙確認條件，其位置確認采用“位置遙信+遙測”判據。位置遙信作為主要判據，采用分/合雙位置輔助接點，分相斷路器遙信量采用分相位置輔助接點。

斷路器位置雙確認邏輯如圖5所示。當斷路器位置遙信由合變分，且滿足“三相電流由有流變無流、母線電壓由有壓變無壓/母線三相帶電顯示裝置信號由有電變無電、間隔電壓由有壓變無壓/間隔三相帶電顯示裝置信號由有電變無電”中的任一條件時，確認斷路器已分開。當斷路器位置遙信由分變合，且滿足“三相電流由無流變有流、母線電壓由無壓變有壓/母線三相帶電顯示裝置信號由無電變有電、間隔電壓由無壓變有壓/間隔三相帶電顯示裝置信號由無電變有電”中的任一條件時，確認斷路器已合上。電流判據的門檻值可根據額定電流和現場情況配置10～20 mA的數值[3]。

3 系統安全防護要求

改造后的監控系統（包括智能防誤系統）滿足《電力監控系統安全防護規定》、《電力監控系統安全防護總體方案》（國能安全〔2015〕36號）等安全防護方案和評估規范的有關要求;滿足《電力系統控制類軟件安全性及其測評技術要求》（DL/T 1455—2015）和《電力安全工作規程變電部分》（Q/GDW 1799.1—2013）的有關要求;支持接入變電站網絡安全監測裝置;新增主機采用安全操作系統，新增軟硬件應通過信息安全測試[4]。

一鍵順控對操作用戶進行身份標識和鑒別，采用操作人、監護人同時“口令+指紋或數字證書”雙因子驗證，確保操作用戶身份標識的唯一性;指紋識別設備滿足《公共安全 指紋識別應用 采集設備通用技術要求》（GB/T 35735—2017）的有關要求。

4 結論

一鍵順控的完成，大大提高了運行人員工作中的效率，操作過程中進行“雙確認”，更加安全，易于操作。按變電站總量平均計算，一座變電站每年可節約533人時，節省人工成本約11.4萬元，增加供電時間約266.5 h。未來，人們要有效運用科技手段，加快變電站自動化技術的發展。

參考文獻：

[1]王順江，施毅斌，王洪哲.電力自動化通訊規約精解[M].沈陽：東北大學出版社，2014.

[2]鄭小革，高超，周凡，等.變電站一鍵順控改造方案研究及實施[J].電網與清潔能源，2019（6）：27-30.

[3]羅皓文，劉炬，王洪濤，等.變電站順控系統改造方案研究及應用[J].東北電力技術，2019（8）：40-43.

[4]謝吉.變電站一鍵順控技術優化應用的研究[J].電子世界，2019（11）：65-67.