趙 科，秦 超，熊 坤，王澤朗，傅興強(qiáng)

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司 曲靖供電局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

變電站一鍵順控是指利用變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的程序化控制模塊描述變電站傳統(tǒng)操作票。結(jié)合完善的防誤操作閉鎖邏輯，通過(guò)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)服務(wù)器、測(cè)控裝置以及通信裝置等進(jìn)行變電站電氣一次和二次設(shè)備的自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)間隔設(shè)備的倒閘操作，是目前較為先進(jìn)的操作方式[1]。順控技術(shù)依托可靠的一次設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，能夠逐項(xiàng)執(zhí)行設(shè)定任務(wù)，減少人工執(zhí)行、監(jiān)護(hù)以及確認(rèn)等一系列操作流程，同時(shí)也減少人員在行走路徑上花費(fèi)的時(shí)間，顯著提升了倒閘作業(yè)的效率，極大地避免和降低了因人為因素造成操作失誤的可能性[2]。

1 變電站一鍵順控架構(gòu)

1.1 變電站一鍵順控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

在變電站設(shè)有監(jiān)控主機(jī)、獨(dú)立智能防誤主機(jī)以及智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)，通過(guò)站控層網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)測(cè)控等裝置進(jìn)行連接。其中，監(jiān)控主機(jī)能實(shí)現(xiàn)一鍵順控功能并且內(nèi)置一套五防邏輯[3]。變電站內(nèi)能夠通過(guò)監(jiān)控主機(jī)完成一鍵順控操作，調(diào)度端通過(guò)智能遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)完成一鍵順控操作，整體的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 變電站一鍵順控系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.2 雙套五防邏輯校驗(yàn)

智能防誤主機(jī)能夠監(jiān)測(cè)變電站站內(nèi)的空氣開(kāi)關(guān)狀態(tài)、壓板狀態(tài)以及網(wǎng)門狀態(tài)等實(shí)時(shí)信息，并可以根據(jù)需要將相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)加入到五防校驗(yàn)邏輯中。其與監(jiān)控主機(jī)之間的通信通過(guò)站控層網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)進(jìn)入一鍵順控操作預(yù)演時(shí)，全部的操作步驟不但需要經(jīng)過(guò)內(nèi)置五防邏輯進(jìn)行校驗(yàn)，同時(shí)還需要經(jīng)過(guò)智能防誤主機(jī)進(jìn)行防誤校驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)一鍵順控雙套五防邏輯校驗(yàn)的功能。校驗(yàn)通過(guò)后可進(jìn)入一鍵順控操作的執(zhí)行過(guò)程，當(dāng)其中一套五防邏輯校驗(yàn)不通過(guò)時(shí)，終止操作預(yù)演并提示相關(guān)錯(cuò)誤信息[4]。一鍵順控操作過(guò)程中雙套五防邏輯校驗(yàn)過(guò)程如圖2所示。

圖2 雙套五防邏輯校驗(yàn)過(guò)程

2 一鍵順控關(guān)鍵技術(shù)探討

為滿足一鍵順控操作的要求，需要著重解決如下4個(gè)問(wèn)題。

2.1 斷路器位置雙確認(rèn)問(wèn)題

對(duì)于斷路器位置的雙確認(rèn)，可采用已有的采集量進(jìn)行判別。斷路器若滿足雙確認(rèn)條件，其位置確認(rèn)應(yīng)采用“位置遙信+遙測(cè)”為判據(jù)。其中，位置遙信作為主要判據(jù)，采用分/合雙位置輔助接點(diǎn)，分相斷路器遙信量則采用分相位置輔助接點(diǎn)。遙測(cè)量提供輔助判據(jù)，可采用本間隔三相電流或三相電壓。無(wú)法采用三相電流和電壓時(shí)，應(yīng)增加三相帶電顯示裝置，采用三相帶電顯示裝置信號(hào)作為輔助判據(jù)。斷路器分閘位置確認(rèn)邏輯如圖3所示，斷路器合閘位置確認(rèn)邏輯如圖4所示。

圖3 斷路器分閘位置確認(rèn)邏輯圖

2.2 隔離開(kāi)關(guān)位置雙確認(rèn)問(wèn)題

隔離開(kāi)關(guān)除了使用位置遙信進(jìn)行判別外，還應(yīng)增加輔助設(shè)備來(lái)進(jìn)行判別。常見(jiàn)的是采用姿態(tài)傳感器位置遙信或利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行圖像識(shí)別分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。主要判據(jù)采用的是輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)位置，同時(shí)采用分/合雙位置輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)[5]。隔離開(kāi)關(guān)分閘位置確認(rèn)邏輯如圖5所示，隔離開(kāi)關(guān)合閘位置確認(rèn)邏輯圖6所示。

圖4 斷路器合閘位置確認(rèn)邏輯圖

圖5 隔離開(kāi)關(guān)分閘位置確認(rèn)邏輯圖

圖6 隔離開(kāi)關(guān)合閘位置確認(rèn)邏輯圖

2.3 手車式斷路器底盤(pán)電動(dòng)操作問(wèn)題

傳統(tǒng)的高壓開(kāi)關(guān)柜需要人工操作才能將斷路器手車由工作位置搖至試驗(yàn)位置，或從試驗(yàn)位置搖至工作位置，很顯然無(wú)法滿足一鍵順控的要求。因此，需改造斷路器手車。在手車底盤(pán)上增加電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)模塊，并增加控制模塊正反轉(zhuǎn)控制電動(dòng)機(jī)從而達(dá)到一鍵順控的要求。在底盤(pán)改造過(guò)程中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)部件等元器件損壞后需要人工進(jìn)行干預(yù)。此時(shí)人工干預(yù)不能影響電動(dòng)機(jī)的控制回路，因此可增加離合器來(lái)保證電動(dòng)操作和手動(dòng)操作的相互獨(dú)立[6]。

2.4 開(kāi)關(guān)柜接地開(kāi)關(guān)電動(dòng)操作問(wèn)題

傳統(tǒng)的高壓開(kāi)關(guān)柜接地開(kāi)關(guān)通過(guò)人工操作實(shí)現(xiàn)分合閘操作。為了使一鍵順控操作能夠?qū)崿F(xiàn)線路檢修的目的，需要將接地開(kāi)關(guān)原有的手動(dòng)操作改為電動(dòng)操作，為此需要增加接地開(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)控制模塊。通過(guò)控制模塊控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)從而達(dá)到接地開(kāi)關(guān)分合閘的目的。

3 一鍵順控功能實(shí)現(xiàn)

3.1 一鍵順控設(shè)備狀態(tài)

設(shè)備狀態(tài)是根據(jù)設(shè)備位置、操作/儲(chǔ)能空氣開(kāi)關(guān)位置、儲(chǔ)能狀態(tài)以及保護(hù)狀態(tài)等信息來(lái)定義的。其是一鍵順控操作的必要條件，只有定義了設(shè)備狀態(tài)，才能編寫(xiě)一鍵順控操作票，同時(shí)才能選擇設(shè)備的目標(biāo)狀態(tài)，并調(diào)取相應(yīng)的一鍵順控操作票進(jìn)行操作。在一鍵順控過(guò)程中，設(shè)備狀態(tài)可以根據(jù)一次設(shè)備和二次設(shè)備所處的狀態(tài)分為運(yùn)行狀態(tài)、熱備用狀態(tài)、冷備用狀態(tài)及檢修狀態(tài)。其中，檢修狀態(tài)又可分為斷路器檢修狀態(tài)和線路檢修狀態(tài)等。

3.2 一鍵順控操作票

一鍵順控操作票是指存儲(chǔ)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中用于一鍵順控的操作序列，包括操作對(duì)象、當(dāng)前設(shè)備所處狀態(tài)、設(shè)備目標(biāo)狀態(tài)、操作任務(wù)名稱、操作項(xiàng)目、操作執(zhí)行條件以及操作確認(rèn)條件等內(nèi)容。一鍵順控操作票包括一次操作票和二次操作票。其中，一次操作票用于對(duì)一次設(shè)備和涉及到一次設(shè)備操作的二次設(shè)備進(jìn)行操作，二次操作票用于對(duì)保護(hù)裝置和測(cè)控裝置的壓板投退及定值區(qū)切換等純二次設(shè)備的操作。

3.3 一鍵順控操作過(guò)程

在一次設(shè)備及相應(yīng)的二次設(shè)備改造完成，并完成設(shè)備狀態(tài)定義和一鍵順控操作票編制后，即可進(jìn)行一鍵順控操作試驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)變電站一鍵順控操作首先需要進(jìn)行一鍵順控操作票的調(diào)取，調(diào)度端根據(jù)操作任務(wù)調(diào)取操作票，然后等待執(zhí)行預(yù)演的命令，同時(shí)調(diào)度端會(huì)根據(jù)閉鎖信號(hào)判定是否滿足操作條件。當(dāng)滿足無(wú)閉鎖信號(hào)時(shí)開(kāi)始進(jìn)行預(yù)演操作，并返回每一步預(yù)演的結(jié)果。如果某一個(gè)操作項(xiàng)不滿足操作條件，則返回預(yù)演失敗的報(bào)文，并顯示預(yù)演失敗的操作項(xiàng)和失敗原因，然后退出預(yù)演流程。預(yù)演成功后，即可進(jìn)行一鍵順控操作。此時(shí)調(diào)度端下發(fā)操作執(zhí)行命令，站端在接收到執(zhí)行命令后進(jìn)行一鍵順控操作。在操作執(zhí)行過(guò)程中，每一項(xiàng)操作結(jié)束后應(yīng)向調(diào)度端返回操作執(zhí)行成功的報(bào)文，直至操作結(jié)束。若在執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常情況導(dǎo)致操作項(xiàng)目無(wú)法執(zhí)行，站端應(yīng)向調(diào)度端返回執(zhí)行失敗的操作項(xiàng)目和失敗原因等信息，并退出一鍵順控操作流程[7]。

4 可能存在的問(wèn)題及改進(jìn)建議

4.1 空氣開(kāi)關(guān)相關(guān)問(wèn)題

傳統(tǒng)的操作票中有部分涉及空氣開(kāi)關(guān)的操作。例如，線路轉(zhuǎn)檢修時(shí)需要將本間隔斷路器的控制電源和儲(chǔ)能電源斷開(kāi)的同時(shí)，也需要將線路電壓互感器二次側(cè)空氣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。為滿足一鍵順控的操作要求，需要將操作過(guò)程中需要進(jìn)行操作的空氣開(kāi)關(guān)更換為具有遙控功能的空氣開(kāi)關(guān)。

在線路轉(zhuǎn)檢修過(guò)程中，需要判定高壓側(cè)電壓。此時(shí)如果二次側(cè)空氣開(kāi)關(guān)跳閘，那么會(huì)造成在線路帶電的情況下依然滿足一鍵順控操作票的線路無(wú)壓判據(jù)。為此本文提出了兩種解決方式，一種是將線路電壓互感器二次側(cè)空氣開(kāi)關(guān)的位置接點(diǎn)串接到接地開(kāi)關(guān)控制回路中，當(dāng)空氣開(kāi)關(guān)跳閘后斷開(kāi)接地開(kāi)關(guān)操作回路。另一種是將線路電壓互感器二次側(cè)空氣開(kāi)關(guān)的位置接點(diǎn)作為遙信量進(jìn)行采集，并作為一鍵順控操作票接地開(kāi)關(guān)合閘的執(zhí)行條件，從而解決因空氣開(kāi)關(guān)跳閘造成電壓判據(jù)滿足接地開(kāi)關(guān)合閘條件的問(wèn)題。

4.2 高壓開(kāi)關(guān)柜出線無(wú)電壓互感器的問(wèn)題

高壓開(kāi)關(guān)柜出線一般是不裝設(shè)電壓互感器的，因此在操作線路轉(zhuǎn)檢修的時(shí)候，不能通過(guò)判定二次側(cè)電壓來(lái)確定線路是否帶電。為了實(shí)現(xiàn)驗(yàn)電的需要，可以在線路側(cè)裝設(shè)帶電顯示裝置來(lái)進(jìn)行間接驗(yàn)電。針對(duì)接地開(kāi)關(guān)的操作判據(jù)問(wèn)題，本文提出了兩種解決方式。一種是將帶電顯示器的輸出接點(diǎn)串接到接地開(kāi)關(guān)的控制回路中，當(dāng)線路帶電時(shí)，輸出節(jié)點(diǎn)打開(kāi)從而斷開(kāi)接地開(kāi)關(guān)的操作回路。另一種則是將帶電顯示器的輸出接點(diǎn)作為遙信量進(jìn)行采集，作為一鍵順控操作票接地開(kāi)關(guān)合閘的執(zhí)行條件之一，從而解決高壓開(kāi)關(guān)柜出線無(wú)電壓互感器導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行電壓判別的問(wèn)題。

4.3 遙控遙信增多的問(wèn)題

針對(duì)一鍵順控技術(shù)的使用要求可以看到，增加了大量的空氣開(kāi)關(guān)遙控和遙信回路以及各種傳感器的遙信回路。因此，本文對(duì)于解決一鍵順控技術(shù)使用過(guò)程中增加了大量遙控和遙信回路的問(wèn)題，提出兩種解決方式。一種是按功能配置新的測(cè)控裝置，用于實(shí)現(xiàn)空氣開(kāi)關(guān)的遙控和遙信，并采集傳感器和帶電顯示器等設(shè)備的輸出信號(hào)。另一種按間隔配置，增加相應(yīng)間隔測(cè)控裝置的開(kāi)入開(kāi)出接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)間隔空氣開(kāi)關(guān)的遙控和遙信功能并接收傳感器和帶電顯示器等設(shè)備的遙信信號(hào)。二次設(shè)計(jì)部分會(huì)因選用不同的解決方式而產(chǎn)生較大的區(qū)別，因此在設(shè)計(jì)之初應(yīng)綜合考慮，采用合適的方式來(lái)解決遙控遙信增多的問(wèn)題。

5 結(jié) 論

一鍵順控操作是變電站倒閘操作的發(fā)展趨勢(shì)，具有巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本文探討了一鍵順控關(guān)鍵技術(shù)和工程實(shí)施過(guò)程中可能遇到的相關(guān)問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方案，旨在為今后一鍵順控技術(shù)的應(yīng)用提供參考。