雷 楊，杜鎮(zhèn)安，張侃君，洪梅子

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司電力科學(xué)研究院，湖北 武漢 430077）

0 引言

隨著“大運(yùn)行”體系建設(shè)的不斷深化、電網(wǎng)一次設(shè)備、二次設(shè)備、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，以及變電站智能化及綜合自動(dòng)化改造，調(diào)控主站系統(tǒng)的升級(jí)，變電站遠(yuǎn)方操作已逐漸具備了技術(shù)實(shí)施的條件。但是目前，地調(diào)遠(yuǎn)方操作主要局限于斷路器和主變分接頭的操作，自動(dòng)化程度不高，隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）分/合、軟壓板投退以及定值區(qū)切換等操作通常都由運(yùn)行人員在變電站監(jiān)控后臺(tái)和保護(hù)室進(jìn)行操作。這種就地操作模式具備可靠性，但是增加了變電站運(yùn)行過(guò)程中的人力物力成本，同時(shí)也影響了電網(wǎng)運(yùn)行的效率。隨著電網(wǎng)調(diào)控一體化工作的全面展開(kāi)和無(wú)人值班變電站的逐步建設(shè)推廣，將人工就地操作的模式將逐漸改變?yōu)檎{(diào)度主站遠(yuǎn)方操作的模式，有利于自動(dòng)化程度和電網(wǎng)運(yùn)行效率的提高，但是技術(shù)的推廣勢(shì)必會(huì)帶來(lái)一定的改造工作量，給傳統(tǒng)的運(yùn)行操作習(xí)慣帶來(lái)較大的變化，同時(shí)導(dǎo)致誤操作的安全風(fēng)險(xiǎn)。在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，對(duì)調(diào)度遠(yuǎn)方操作的技術(shù)要點(diǎn)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析顯得十分迫切和必要。目前湖北省的變電站遠(yuǎn)方操作已有一定的發(fā)展，通過(guò)試點(diǎn)實(shí)施，少數(shù)變電站隔離開(kāi)關(guān)、重合閘（備自投）軟壓板的遠(yuǎn)方操作已經(jīng)可以在地區(qū)調(diào)控主站進(jìn)行，本文將結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的結(jié)果，對(duì)湖北省內(nèi)變電站遠(yuǎn)方操作的現(xiàn)狀、技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)和實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)分析。

1 變電站遠(yuǎn)方操作現(xiàn)狀分析

根據(jù)Q/GDW 11354-2015《調(diào)度遠(yuǎn)方操作自動(dòng)化技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，調(diào)度遠(yuǎn)方操作應(yīng)該滿(mǎn)足支持開(kāi)關(guān)和刀閘的分合、變壓器分接頭的調(diào)節(jié)、無(wú)功補(bǔ)償裝置的投/退和調(diào)節(jié)、二次設(shè)備軟壓板的投/退、遠(yuǎn)方控制裝置（就地或遠(yuǎn)方模式）的投/切等遠(yuǎn)方操作。

針對(duì)以上功能要求對(duì)湖北省省調(diào)范圍內(nèi)的變電站進(jìn)行調(diào)研，調(diào)研結(jié)果見(jiàn)表1。

根據(jù)調(diào)研結(jié)果可以得出如下結(jié)論：地區(qū)調(diào)控中心已經(jīng)基本具備斷路器分/合、主變分接頭檔位調(diào)整以及中性點(diǎn)地刀分合的操作功能。但是由于之前變電站的發(fā)展建設(shè)過(guò)程中并未對(duì)其他功能進(jìn)行明確要求，設(shè)計(jì)之初對(duì)相關(guān)功能也未進(jìn)行考慮，隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）分/合、軟壓板投退以及定值區(qū)切換等功能實(shí)現(xiàn)率較低。

表1 變電站遠(yuǎn)方操作功能統(tǒng)計(jì)Tab.1 The function statistics of substation remote operation

由于調(diào)度主站斷路器分/合、主變分接頭檔位調(diào)整等功能的實(shí)現(xiàn)率已經(jīng)較高，本文主要針對(duì)隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）分/合、軟壓板投退以及定值區(qū)切換等三個(gè)實(shí)現(xiàn)率較低的遠(yuǎn)方操作項(xiàng)目進(jìn)行分析探討。

2 變電站遠(yuǎn)方操作關(guān)鍵技術(shù)探討

湖北省內(nèi)智能變電站以及部分經(jīng)綜合自動(dòng)化改造的變電站監(jiān)控后臺(tái)大多能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)的分合操作，以及后臺(tái)讀取、修改定值、投退軟壓板等，但是受限于設(shè)備改造、管理模式和安全因素，調(diào)控主站的遠(yuǎn)方操作功能還比較局限，本節(jié)將結(jié)合具體功能項(xiàng)目，對(duì)遠(yuǎn)方操作的整體要求和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行探討分析。

2.1 調(diào)度遠(yuǎn)方操作整體技術(shù)要求

變電站遠(yuǎn)方操作應(yīng)用需要調(diào)度主站和變電站配合實(shí)現(xiàn)，同時(shí)應(yīng)該滿(mǎn)足操作的正確性和有效性。根據(jù)Q/GDW 11354-2015《調(diào)度遠(yuǎn)方操作自動(dòng)化技術(shù)規(guī)范》以及調(diào)繼[2015]71號(hào)文以及調(diào)度遠(yuǎn)方操作等相關(guān)規(guī)程規(guī)范的要求[1-2]，從調(diào)度主站和變電站兩部分，對(duì)三個(gè)功能的技術(shù)要求進(jìn)行分析整理如表2和表3所示。

表2 調(diào)度主站技術(shù)要求Tab.2 The technical requirements of scheduling station

表3 變電站技術(shù)要求Tab.3 The technical requirements of substation

2.2 隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）遠(yuǎn)方操作

目前變電站的開(kāi)關(guān)刀閘主要操作模式是：隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）在站端操作并確認(rèn)狀態(tài)，斷路器在調(diào)控主站進(jìn)行遙控操作。將隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）的操作轉(zhuǎn)移到調(diào)控主站進(jìn)行之后，原有的現(xiàn)場(chǎng)安全操作風(fēng)險(xiǎn)也將集中轉(zhuǎn)移至調(diào)控主站。利用新的技術(shù)手段來(lái)保障操作安全成為了首要解決的問(wèn)題，而這種方式主要涉及到兩個(gè)方面，一是狀態(tài)確認(rèn)，二是防誤校核。

1）《國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變電部分）》2.3.6.5規(guī)定：“電氣設(shè)備操作后的位置檢查應(yīng)以設(shè)備實(shí)際位置為準(zhǔn)，無(wú)法看到實(shí)際位置時(shí)，可通過(guò)設(shè)備機(jī)械位置指示、電氣指示、帶電顯示裝置、儀表及各種遙測(cè)、遙信等信號(hào)的變化來(lái)判斷[5]?！边M(jìn)行調(diào)度遠(yuǎn)方操作時(shí)，調(diào)度員應(yīng)該通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）的遙測(cè)、遙信等信號(hào)的變化來(lái)判斷操作前后隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）的位置。為保證操作的可靠性，隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）應(yīng)向調(diào)度端上送雙位置接點(diǎn)信號(hào)以輔助確認(rèn)，避免因分合不到位導(dǎo)致事故發(fā)生。

2）現(xiàn)有的地區(qū)調(diào)控系統(tǒng)里大多未包含防誤模型，隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）遠(yuǎn)方操作的實(shí)施將極大的增加變電站的遠(yuǎn)方操作工作量，需要在調(diào)度端增設(shè)相應(yīng)的遙控拓?fù)浞勒`功能。通過(guò)調(diào)控主站遙控拓?fù)浞勒`校核、變電站站控層五防閉鎖、間隔層五防閉鎖和開(kāi)關(guān)刀閘的就地機(jī)械閉鎖等四層防誤，從技術(shù)上保證遠(yuǎn)方操作的可靠性。

2.3 軟壓板遠(yuǎn)方投退

目前變電站軟壓板投退主要由運(yùn)行人員在就地執(zhí)行，當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行方式改變之后，由運(yùn)行人員在現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)要求投退保護(hù)的軟壓板來(lái)滿(mǎn)足運(yùn)行需求。若在調(diào)度端進(jìn)行操作，首要的問(wèn)題就是調(diào)度端能夠接受保護(hù)裝置反饋的信息，能夠?qū)Σ僮餍盘?hào)和操作前后軟壓板的裝置進(jìn)行確認(rèn)，也就是需要滿(mǎn)足“雙確認(rèn)”的技術(shù)要求。

保護(hù)軟壓板遠(yuǎn)方操作的“雙確認(rèn)”的實(shí)現(xiàn)需要從兩方面進(jìn)行，一是通過(guò)保護(hù)裝置和調(diào)控主站進(jìn)行升級(jí)，能夠滿(mǎn)足相關(guān)操作的硬件要求。調(diào)控主站通過(guò)遙控的方式對(duì)變電站保護(hù)裝置的軟壓板進(jìn)行操作，通過(guò)“選擇-返校-執(zhí)行”的方式對(duì)變電站軟壓板進(jìn)行操作，并得到保護(hù)裝置發(fā)出的操作成功或操作失敗的信息反饋；二是保護(hù)裝置應(yīng)以遙信的方式反饋軟壓板位置信息，對(duì)于重合閘或備自投軟壓板，以“充電完成”或“充電未完成”作為反饋信號(hào)，對(duì)于保護(hù)功能軟壓板，以“壓板已投入”和“壓板未投入”作為反饋信號(hào)。通過(guò)遙控操作和遙信反饋兩個(gè)信號(hào)共同進(jìn)行確認(rèn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于保護(hù)軟壓板遠(yuǎn)方操作的“雙確認(rèn)”，確保軟壓板遠(yuǎn)方操作成功完成。

2.4 遠(yuǎn)方定值區(qū)切換

目前湖北省內(nèi)不少變電站的監(jiān)控后臺(tái)均能實(shí)現(xiàn)定值的修改，但定值區(qū)切換功能實(shí)現(xiàn)率較低，地調(diào)主站則完全不具備此項(xiàng)功能。遠(yuǎn)方定值區(qū)切換的技術(shù)相對(duì)較復(fù)雜，涉及到定值區(qū)切換、定值內(nèi)容召喚、定值確認(rèn)比對(duì)等方面，同時(shí)為了保證操作的安全性，還需要保護(hù)裝置滿(mǎn)足定值區(qū)切換過(guò)程中的閉鎖時(shí)間要求。

1）調(diào)度端需要在安全I(xiàn)區(qū)的調(diào)度控制系統(tǒng)中新增保護(hù)定值區(qū)切換遠(yuǎn)方操作功能，通過(guò)遙調(diào)方式進(jìn)行定值區(qū)切換，采用IEC104+103協(xié)議框架來(lái)滿(mǎn)足定值召喚功能，同時(shí)能夠?qū)Χㄖ祬^(qū)和對(duì)應(yīng)的定值內(nèi)容進(jìn)行比對(duì)，確保定值準(zhǔn)確無(wú)誤。變電站監(jiān)控系統(tǒng)1區(qū)通信管理機(jī)將調(diào)控主站下發(fā)的操作指令轉(zhuǎn)發(fā)給繼電保護(hù)裝置，并將繼電保護(hù)裝置的定值區(qū)和對(duì)應(yīng)的定值內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)調(diào)控主站。繼電保護(hù)裝置則需通過(guò)軟件升級(jí)以滿(mǎn)足遠(yuǎn)方召喚定值的需求，并能夠準(zhǔn)確上送指定定值區(qū)定值。

2）在定值區(qū)切換過(guò)程中若電網(wǎng)發(fā)生故障，保護(hù)裝置將處于閉鎖狀態(tài)無(wú)法動(dòng)作，進(jìn)行遠(yuǎn)方定值區(qū)切換時(shí)，由于保護(hù)裝置和調(diào)度主站之間還存在信息傳輸延時(shí)，對(duì)閉鎖時(shí)間的要求將更加嚴(yán)格，《調(diào)繼[2015]71號(hào)》提出明確要求：“定值區(qū)切換時(shí)繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置閉鎖時(shí)間不應(yīng)大于500 ms”。

3 變電站遠(yuǎn)方操作實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)分析

遠(yuǎn)方操作功能的實(shí)現(xiàn)涉及到很多方面，存在很大的改造工作量，工作本身在具備較強(qiáng)的創(chuàng)新性的同時(shí)，也導(dǎo)致了責(zé)任主體的轉(zhuǎn)移，帶來(lái)了很大的操作風(fēng)險(xiǎn)隱患。在進(jìn)行遠(yuǎn)方操作的技術(shù)探討時(shí)，必須要對(duì)相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行辨別，從安全的角度對(duì)遠(yuǎn)方操作進(jìn)行技術(shù)把關(guān)。進(jìn)行上述遠(yuǎn)方操作項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)和困難主要有以下幾點(diǎn)。

1）相關(guān)制度規(guī)范較少，沒(méi)有明確的改造目標(biāo)

目前針對(duì)調(diào)度遠(yuǎn)方操作的規(guī)程規(guī)范主要集中在系統(tǒng)架構(gòu)方面，對(duì)于具體功能的規(guī)定較少；同時(shí)由于之前變電站的設(shè)計(jì)中對(duì)隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）操作、軟壓板投退、定值區(qū)切換等功能并未做明確要求，相應(yīng)的運(yùn)行管理制度并不能完全滿(mǎn)足調(diào)度遠(yuǎn)方操作改造后的要求，盲目改造將使許多運(yùn)行操作無(wú)規(guī)可依，造成較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2）硬件配套設(shè)施不全，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)不完善

由于目前變電站的配置未考慮到遠(yuǎn)方操作的需求，各地市公司下轄變電站的遙視系統(tǒng)覆蓋率普遍較低。隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）的操作通常采用人員就地監(jiān)視的方式進(jìn)行，在改造后現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人監(jiān)護(hù)的情況下，缺乏有效的確認(rèn)模式，通過(guò)刀閘的雙位置信號(hào)進(jìn)行確認(rèn)能夠有效的防止刀閘分合不到位，但是在刀閘狀態(tài)異常的情況下，還是可能引發(fā)誤操作導(dǎo)致事故。

3）調(diào)試改造工作量大，牽扯較廣

遠(yuǎn)方操作改造存在三個(gè)方面:一是調(diào)控主站和變電站監(jiān)控系統(tǒng)的改造，要滿(mǎn)足地調(diào)遠(yuǎn)方操作，勢(shì)必需要對(duì)地調(diào)主站和站端監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行較大的改造，從硬件上滿(mǎn)足相關(guān)操作功能的需求；二是隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)的改造，對(duì)于部分無(wú)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的刀閘，還需要新增電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或者對(duì)刀閘進(jìn)行更換；三是保護(hù)裝置升級(jí)，通過(guò)保護(hù)裝置升級(jí)來(lái)滿(mǎn)足軟壓板投退和定值區(qū)切換的功能，對(duì)于部分常規(guī)變電站，由于裝置較為陳舊，需要對(duì)裝置進(jìn)行更換；同時(shí)，改造過(guò)程中涉及到規(guī)模龐大的二次回路改造、變電站和調(diào)度端信號(hào)聯(lián)調(diào)等。大量的改造和調(diào)試工作將導(dǎo)致較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)論

技術(shù)的發(fā)展使變電站遠(yuǎn)方操作逐漸具備技術(shù)實(shí)施的條件，但是目前地區(qū)調(diào)控系統(tǒng)還無(wú)法對(duì)隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）分/合、軟壓板投退以及定值區(qū)切換等進(jìn)行操作。本文基于相關(guān)規(guī)程和現(xiàn)有的技術(shù)條件，針對(duì)性的探討了上述三個(gè)功能的技術(shù)要求和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，隔離開(kāi)關(guān)（接地開(kāi)關(guān)）的遠(yuǎn)方分合需要重點(diǎn)關(guān)注狀態(tài)確認(rèn)和防誤校核兩個(gè)方面；軟壓板遠(yuǎn)方投退需要考慮“雙確認(rèn)”的技術(shù)要求；定值區(qū)遠(yuǎn)方切換需要考慮到定值召喚和比對(duì)功能，關(guān)注切換過(guò)程中裝置閉鎖時(shí)間。文章同時(shí)對(duì)遠(yuǎn)方操作改造的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，現(xiàn)有的制度規(guī)范、硬件配套設(shè)施和改造面臨的龐大工作量給遠(yuǎn)方操作的實(shí)現(xiàn)增加了一定難度。

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和變電站遠(yuǎn)方操作要求的逐步提高，關(guān)于遠(yuǎn)方操作技術(shù)的探討，對(duì)于保障變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行，推進(jìn)調(diào)控一體化的建設(shè)有著非常重要的意義。遠(yuǎn)方操作應(yīng)用的實(shí)施開(kāi)展在注重每項(xiàng)改造功能的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)的同時(shí)，也要明確辨識(shí)改造風(fēng)險(xiǎn)，在保證電網(wǎng)安全運(yùn)行的前提下，完善相應(yīng)的運(yùn)行管理制度，并制定科學(xué)合理的改造計(jì)劃，給遠(yuǎn)方操作技術(shù)的實(shí)施提供條件。

（References）

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