基于倒閘操作系統的二次設備防誤安措技術研究

國網福建省電力有限公司 蘇祖禮

配電質量的可靠性已成為國家經濟與地方建設的重要指標，尤其是在如石油化工廠等一些需要連續操作的部門，其配電系統必須保證連續安全完整性，否則就會造成巨大的經濟損失。微機防誤操作系統就是為了保證工廠配電系統能在進行倒閘操作時嚴格杜絕操作錯誤、使工廠配電系統的正常運行而被設計出來的。盡管這類微機防誤操作系統有一定的智能成分，但還是需由一個操作員手動操作。然而手動操作會在一定程度上導致事故的發生，且倒閘系統的操作過程一般極為繁瑣，操作員很難完全理解，容易影響工作效率。

1 基于倒閘操作系統的二次設備防誤安措技術研究

1.1 二次設備防誤安措檢驗技術分析

在設計二次設備安全隔離措施檢驗過程中，需著重提高二次設備的工作安全性，以智能變電站的主變壓器等設備作為首次檢驗的基礎，基于圖1的主變壓器結構對其進行防誤安錯的首次檢驗，其主要流程為：退出500kV線路保護-進入待檢合并單元，智能終端申請變壓器保護-開關合并，拔下母線，使用防塵冒密封-針對常規互感電流就地合并二次回路，避免調試過程中設備錯誤運行。此時的主變壓器檢驗需注重模擬量的檢驗，如母線保護檢驗、線路保護檢驗、電流回路檢驗、電壓回路檢驗等；其次還需注意開關量的檢驗，如500kV保護失靈、開關失靈等。在進行線路保護檢驗的過程中需考慮主變壓器的電壓值，在500kV的線路中，檢測母線保護措施、主變壓器電流保護回路、主變壓器高壓端電壓保護回路、開關母線保護等。

在第二次安檢保護檢測時，需利用一鍵自適應技術將智能終端與待檢單元裝配到減壓板中，其中包含線路保護裝置；然后將需要保護的裝置與主變壓器開關相連接，退出電流接收系統；最后將線路保護裝置與一鍵自適應二次設備防誤安錯檢驗技術相結合，實現其中的物理閉合回路，設置連碼控制，從而構成光纖閉合狀態。如圖1中的線路為例，若想在二次設備防誤安錯檢驗技術中添加一鍵自適應防誤安措系統，就需在線路之外進行擴建。在實現線路擴建過程中開關不可避免地會發生失靈現象，從而導致機械故障。因此可構成如圖2所示的裝置，以防開關失靈現象。如圖2所示，在二次設備防誤安錯檢驗技術中，需要重注意電壓、電流、失靈回路等方面的安措保護，在更改回路后，由于試探性的電壓已與母線相合、由主保護裝置轉變為差動保護，其原變壓器與新線路保護不同。

圖1 主變壓器主接線結構示意圖

圖2 開關二次防誤安措檢驗示意圖

1.2 一鍵自適應防誤安措系統模型設計

整個智能變電站基于一鍵自適應的二次設備防誤安措系統在考慮了后期維護、主變兼容等功能后，大致可分為圖形化顯示模塊、安措管理模塊、安措規則模塊、防誤校驗模塊等四個模塊。

圖形化顯示模塊的主要作用是將防誤安措技術與二次設備的連通與斷開回路以及倒閘操控系統等顯示出來[1]。在顯示信息過程中，由一鍵自適應裝置作為防誤安措系統的核心，將其中的信息流以最直觀的方式展示在大屏幕上。利用圖像的形式顯示出裝置軟壓板的變化曲線，以及檢修壓板的圖形連線，并將兩個壓板以推、投的方式進行區分；安措管理模塊則是一個能保證智能變電站在繼電保護事故中也能安全運行的管理系統，在事故中因一些節點發生故障導致誤拆或漏拆現象、致使開關運行錯誤跳閘[2]，此時可在裝置中安裝些許模板，利用安措管理模塊的導入或導出功能使系統能夠正常運行，實現二次設備防誤安措檢驗功能。其線路保護以及跳閘的模板如表1。

表1 線路保護跳閘模板

在安措規則模塊中，為能有效進行防誤校驗并保證防誤校驗的準確性和客觀性，將安措規則機制獨立運行。為能準確判斷安措防誤，在安措規則模塊中制訂了幾條防誤策略[3]：視實際情況減小對于軟壓板功能的保護；降低安措防誤技術的出口硬壓板運行功能；需盡快實現對于安措防誤技術中對于出口硬壓板的檢驗；選擇最佳的保護軟壓板的斷路器分位；全部完成后可拔下設備的光線。

防誤校驗模塊是基于安措規則模塊建立的，其原理是將防誤操作所制定的安措項目建設為防誤驗證系統，以便有效驗證跳閘時的安全隔離措施。而防誤驗證系統可通過防誤校驗模塊進行智能驗證，即使工作人員一開始不了解安措操作的具體內容，但在一鍵自適應防誤安措技術的指引下也能利用已知的操作進行安措驗證[4]。防誤校驗模塊通常會在實際操作過程中實現智能變電站的數據檢驗，判斷其有效性，然后選擇最適合該智能變電站的防誤方案。將經過檢驗的數據安置到防誤安措系統中，按正常規則排序，就能以智能識別方法確定此項目的安措順序，進而通過這些安措方案進行防誤校驗，檢查該智能變電站的數據是否有誤。

1.3 倒閘操作系統防誤保障機制構建

遙控操作模塊涉及到智能操作，其主要運行方式為一鍵式運行。在一鍵式運行中，遙控操作模塊能將整個防誤安措系統的操作步驟排成一條具備一定順序的項目，然后再實現二次設備的遙控操控[5]。但若遙控操作模塊出現故障導致倒閘操作系統出現錯誤，就需及時停止自動運行改為手動操作。

2 實驗設計

2.1 實驗準備工作

在設計實驗的過程中首先需設置實驗組和對照組，本實驗的實驗組為使用基于倒閘操作系統的二次設備防誤安措技術的工作組，對照組為使用傳統微機防誤操作系統的工作組。對照組的大部分工作都需人工完成，智能系統只起到輔助作用，因此需要若干具備一定工作經驗的操作員輔助進行實驗。而實驗組的大部分工作都由智能化一鍵式系統完成，只在智能系統出現系統錯誤時順控中止轉手動倒閘操作。通過計算工作效率和工作的防誤安措的成功率判斷兩種方法的優劣，其中工作效率的計算公式為η=X/t，式中η表示該種方法的工作效率，X表示總的工作量、是一個常數值，t表示在該種方法下做完這些工作所用的時間。將實驗組和對照組的實驗均反復進行10次，取平均值作為該次實驗的最終數據。再選擇5名不同的操作員將該實驗進行5次，以保證實驗結果的準確性。

2.2 實驗結果及分析

基于以上公式對實驗數據進行分析，五次實驗組的工作效率與成功率依次為：0.045/100%，0.036/100%，0.044/100%，0.040/100%，0.039/99%；五次對照組的工作效率與成功率依次為：0.023/99%，0.029/100%，0.019/99%，0.025/98%，0.024/100%。在五次實驗的平均值中，能很明確地看出實驗組的成功率整體高于對照組。而工作效率的數值越高則表明工作效率越好，因此在實驗組的工作效率數值基本都高于對照組的情況下，可以得到判斷，本文設計的基于倒閘操作系統的二次設備防誤安措技術確實優于傳統的微機防誤操作系統，不僅能夠極大地提高工作效率，還有效地降低了工作事故發生的幾率。