變電站一鍵順控改造技術的研究與應用

胡 楊

（國網浙江省電力有限公司杭州市余杭區供電公司，浙江 杭州 311100）

一鍵順控是指用電網調控主站端應用自動控制、狀態自動識別和智能判斷技術，一鍵順控系統引入視頻聯動系統，實現斷路器和隔離開關的視頻聯動控制，將傳統人工倒閘操作模式轉變為操作票自動生成、操作步驟一鍵啟動、防誤主站系統校核、設備狀態自動判別、操作過程順序執行的自動模式。在操作過程中，系統按設備倒閘操作規則自動生成順控操作票，能夠高效準確地實現變電站電氣設備的分合閘操作，極大地提高倒閘操作的效率和安全，減少電氣作業事故的發生，這是變電站倒閘操作的一種全新模式[1-3]。

現階段智能變電站在投產時已同步配備一鍵順控操作系統，但還存在大量常規變電站須進行一鍵順控改造，本文以浙江110 kV 某變電站為例，探討一鍵順控改造方案和驗收方案，為今后變電站順控改造、建設的優化提供方法和思路。

1 變電站一鍵順控改造方案

1.1 改造目標

110 kV 某變為戶內GIS 智能變電站，110 kV 部分均為GIS 結構，采用內橋接線方式，10 kV 采用單母四分段接線。50 MV·A 主變壓器2 臺，110 kV出線2 回，10 kV 出線36 回。一鍵順控改造工作結合站內停電工作進行，涉及110 kV 母線及出線，共有14 只隔離開關列入狀態“雙確認”改造項目。

1.2 改造內容

1.2.1 實現監控主機一鍵順控

110 kV 某變電站為戶內GIS 智能變電站，投產時已具備程序化操作功能，為滿足一鍵順控實施要求，須對變電站監控系統開展一鍵順控功能升級改造。

1.2.2 實現防誤“雙校核”

110 kV 某變電站投產時，配置內嵌在監控主機的“五防”系統，不滿足監控主機內置防誤邏輯與智能防誤主機防誤邏輯雙校核要求，須新上獨立智能“五防”主機。

1.2.3 實現隔離開關雙確認功能

對在運變電站加裝一鍵順控時，原則上應盡量減少對現有機構和連桿進行改動。本次一鍵順控改造中，隔離開關位置均通過視頻圖像識別實現雙確認功能，監控視頻安裝在各間隔開關、隔離開關機械指示位置的周邊，如智能組件柜、光纜轉接箱、電流采集箱等位置，實時傳送隔離開關機械位置圖片，利用圖像識別技術實現一次設備位置的判別。

2 改造方式與技術路線

2.1 一鍵順控視頻雙確認系統架構

變電站一鍵順控視頻雙確認機制主要由攝像機、硬盤錄像機、站端視頻主機、智能分析主機等組成。站端視頻主機部署視頻瀏覽、操作聯動、錄像等模塊，智能分析主機提供隔離開關分合閘智能分析算法。攝像機采集隔離開關位置信息后，上送至智能分析主機，分析主機將視頻采集信息分析后輸出數字信號，通過反向隔離與后臺主機通信，為一鍵順控隔離開關位置確認提供判據。后臺機完成一鍵順控操作后，將操作信息通過正向隔離裝置發送至分析主機，實現操作設備視頻畫面聯動。系統架構如圖1 所示。

圖1 一鍵順控視頻雙確認系統架構

2.1.1 開關雙確認技術

變電站開關位置雙確認技術方案采用“遙信位置 + 遙測數據”判據。遙信位置為主判據：采用開關的合位、分位雙位置輔助接點。遙測數據為輔助判據：采用三相電流遙測量，電流取自本間隔TA；采用三相電壓遙測量，電壓取自本間隔線路TV。

2.1.2 視頻聯動雙確認

變電站110 kV 母線及出線間隔隔離開關雙確認的實現方式是采用視頻聯動雙確認。視頻圖像識別實現雙確認功能，監控視頻安裝在各間隔開關、隔離開關機械指示位置的周邊，如智能組件柜、光纜轉接箱、電流采集箱等位置，實時采集一次設備機械位置圖片，利用圖像識別技術實現一次設備位置的判別，同時兼顧設備監視及設備巡視[4]。

視頻攝像機類型有3 種，分別是固定槍機、T型云臺和微型攝像機。其中T 型云臺可以通過攝像頭的遠程遙控移動，監控多個設備。視頻監控攝像頭網線接到主控室的視頻交換機，把監控圖片傳送到巡視主機進行圖像識別。

2.2 隔離開關位置監控視頻的安裝

隔離開關位置雙確認須監控的主要設備分布在110 kV 場地設備區域。110 kV 場地設備區域15 個監控點，實現對站內設備隔離開關和接地隔離開關機械位置的監控。每個監控點對應具體的視頻攝像頭的布置如表1 所示。進線一、進線二、110 kV 母分間隔GIS 筒體左側各設置1 個云臺監控點。

表1 視頻攝像頭布置

3 一鍵順控驗收方案

一鍵順控驗收監控攝像頭安裝情況，應滿足防水、防潮要求，云臺移動可靠、性能穩定、信號傳輸穩定，能夠承受正常操作產生的振動要求，且監控攝像頭的安裝和使用全過程不會對一次設備產生影響，先通過操作隔離開關變位，驗收巡視主機的隔離開關機械位置圖像；然后執行該間隔一鍵順控操作任務，驗收巡視主機的圖像識別能力，核對監控后臺、智能“五防”機點位。

3.1 視頻攝像頭驗收

對視頻攝像頭采集圖像的清晰度、信號穩定性、攝像頭轉動靈活度進行驗收。驗收攝像頭采集視頻和視頻聯動的能力。

3.2 云臺控制驗收

對云臺的上、下、左、右等方向控制，對鏡頭的變倍、調焦、光圈控制功能進行驗收，應滿足支持預置位的設置、調用、刪除和修改。

3.3 視頻識別隔離開關位置驗收

驗收智能分析裝置對隔離開關位置信息圖像分析的準確性。圖像識別結果應包括分閘位置、合閘位置、分合閘異常及分析失敗等，分合閘異常故障漏報率< 0.1%。

3.4 監控系統防誤邏輯驗收

監控系統防誤邏輯驗收時，先解除與智能防誤主機的防誤校驗，按經過審核通過的防誤邏輯表在監控主機上進行模擬操作，驗證監控系統防誤邏輯正確性、完整性。包括驗證全站與測控裝置聯閉鎖一致性（站控層）、測控裝置聯閉鎖正確性（間隔層）[5]。

3.5 智能防誤主機防誤邏輯驗收

智能防誤主機邏輯驗收，通過模擬開票操作是否通過，驗證智能防誤主機內置邏輯的正確性、完整性。

3.6 一鍵順控功能驗收

一鍵順控功能驗收主要包括操作票庫驗收、操作任務驗收、模擬預演驗收、指令執行驗收、監控主機與智能防誤主機信息交互功能驗收、操作記錄驗收、性能驗收、安全性驗收、穩定性驗收等。

4 結束語

一鍵順控作為變電運維“兩個替代”中的重要一環，具有變電設備操作方式歷史變革性意義。通過設備改造升級，將大量煩瑣的人工倒閘操作步驟固化到專用計算機上，自動、精準地完成倒閘操作，并同步完成位置校驗，確保操作到位，減少電氣作業事故的發生。