顺序控制在智能变电站的应用

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  摘要:顺序控制操作能够有效减少操作和停电时间,降低经济损失和对生产生活造成的不便,还能够有效降低倒闸操作误操作的概率,从而降低电网事故率,防止大面积停电,避免造成恶劣的社会负面效应。而智能变电站采用的软硬件设施为变电站全面实现顺序控制提供了强有力的技术手段和基础设备支撑。本文从顺序控制的概念入手,详细阐述了顺序控制在智能变电站的调试方法、使用注意事项和流程以及异常处理流程等,为顺序控制操作的管理提供了参考。
  关键字:智能变电站;顺序控制;流程;应用
  中图分类号:TM411文献标识码: A
  
  1引言
  随着电网的发展,对变电站电气设备的操作越来越频繁。目前配置综合自动化系统的变电站,一般都支持上级调度操作、集控站操作、本地操作员站操作、就地操作的控制方式,但由于设备、技术、管理等方面的限制,只能实现单对象的“选择-返校-执行操作”控制方式。这种方式虽然在一定程度上保证了操作的安全性,但劳动强度大、操作过程用时长、操作风险高。随着变电站操作密度的增加,操作过程中人工干预程度较高,给运行人员带来了较大压力,也从一定程度上增加了误操作的可能,影响了电网的安全运行水平。
  智能电网的建设大大促进了促进智能变电站的发展,智能变电站采用站控层、间隔层、过程层的三层结构,应用电子式互感器、合并单元、智能一次设备和智能单元等硬件平台,采用高速以太网、IEC61850通信协议、GOOSE通信机制等先进的技术,为变电站全面实现顺序控制提供了强有力的技术手段和基础设备支撑。因此,国家电网公司颁布的《智能变电站技术导则》中明确规定,把变电站的设备顺序控制功能作为智能变电站的基本系统功能之一。顺序控制操作能够有效减少操作和停电时间,降低经济损失和对生产生活造成的不便;顺序控制操作还能够有效降低倒闸操作误操作的概率,从而降低电网事故率,防止大面积停电,避免造成恶劣的社会负面效应。
  2順序控制的基本概念
  2.1顺序控制的基本概念
  所谓变电站电气设备顺序控制,是指通过自动化系统的单个操作命令,根据预先规定的操作逻辑和五防闭锁规则,自动按规则完成一系列断路器和隔离开关的操作,最终改变系统运行状态的过程,从而实现变电站电气设备从运行、热备用、冷备用、检修等各种状态的自动转换。变电站的顺序控制能帮助操作人员执行复杂的操作任务,将传统的操作票转变成任务票,实现复杂操作单键完成,整个操作过程无需额外的人工干预或操作,可以大大提高操作效率和减少误操作的风险,最大限度地提高变电站的供电可靠性,也缩短了因人工操作所造成的停电时间,尤其在大规模高电压变电站中效果特别显著。
  2.2智能变电站对顺序控制操作的要求
  实现顺序控制的智能变电站设备必须符合国家电网公司颁布的《智能变电站技术导则》的要求,即系统结构分层分布化、一次设备智能化、二次设备网络化、信息采集数字化。由于采用了IEC61850标准通信协议和高速工业以太网通信,无论是间隔内的顺序控制还是涉及多个间隔或者跨电压等级的顺序控制,均可以通过智能单元内部或智能单元之间的信息交互实现,无需设置专门的顺序控制工作站或顺序控制单元。具体来说,满足顺序控制需满足以下要求:
  (1)一次设备。所有纳入顺序控制操作的一次设备均需要具备电动操作功能,包括断路器、隔离刀闸、地刀、手车等均要实现电动操作,也就是通过电气操作可以实现开关、刀闸的分合,手车的推入和拉出等。再者,为了获得较高的操作正确性和操作成功率,需要一次设备要具有较高的可靠性。
  (2)二次设备。完成顺序控制的各二次设备即智能组件必须符合IEC61850的规定以及智能变电站技术导则的规定,而且必须工作稳定可靠。二次设备是顺序控制功能的具体执行者,同时也负责采集一次设备的状态。所以,二次设备必须能够根据操作票的逻辑和操作顺序正确发出控制命令,也要确保各状态数据采集准确及时。同时,还要具备一定的容错机制。对于保护设备来说,要求具有可远方投退的保护软压板并可实现保护定值区的远方切换。
  (3)与调度主站或集控站的通信通道必须采用高可靠性、高速率的通道,推荐采用光纤通道,站内各层全部采用高速工业以太网通信。通信规约必须采用IEC61850系列标准。
  3顺序控制在变电站的实现
  顺序控制功能一般通过在监控后台嵌入智能操作票系统实现,为变电站智能操作票系统一部分,系统与监控后台共享数据信息。一键式顺序控制的操作步骤在相应控制模块上连续执行,并结合常规的五防操作步骤,能适应各种运行方式要求。
  3.1顺序控制操作调试
  监控后台中可以设置的设备状态包括:开关、刀闸状态,保护和自动装置的投退状态、各种切换开关、压板、空气开关和熔丝的状态等,由于采用GIS设备,各一次设备位置状态判别可靠,顺序控制操作过程中,所有一次设备(开关、闸刀、地刀)分、合位置的检查,均由监控后台自行完成。
  事先将编制好的变电站典型操作票导入监控系统,并在监控后台系统中嵌入的智能开票模块中完成各种操作任务下的操作步骤编制。顺序控制操作时主要采用“图形操作生成操作票方式”,并以“调用典型操作票方式”作为补充。组织专人对监控后台顺序控制操作进行验收,检查操作步骤的正确性和操作任务执行的顺畅性。
  顺序控制操作主要包括:模拟预演、操作票执行、顺控系统与智能巡视系统的接口模块、程序化控制开关合闸模式的自动选择模块、程序化操作与常规操作自由转换功能模块等5个模块。
  系统生成的操作票步骤由系统自动完成并勾票,然后继续执行下一步操作。若系统操作后判断结果与操作目的不相符,则监控后台报警,暂停程序化操作,由运行人员处理。若操作出现异常,可转为人工干预操作,中断顺序控制操作,由运行人员继续完成剩下的操作步骤。
  3.2顺序控制基本流程
  与传统的人工操作不同,顺序控制操作主要由监控后台完成一二次设备的操作,由运行人员负责最终状态的检查,因此在操作流程上与传统的操作方式有所区别。平时操作中必须按照倒闸操作“八步”依次进行。
  (1)根据调度预发操作命令或许可操作命令,操作人调用对应程序票自行审核无误并保存为未审票,打印、签名并交由审票人审核,此时系统自动给出操作票编号,并自动累加;若系统运行方式发生改变或操作任务实际状态与程序票不符,不得采用程序化操作;
  (2)审票人对操作票进行全面审核,对操作步骤进行逐项审核,是否达到操作目的,是否满足运行要求,确认无误后由审票人签名,并保存为已审票。
  (3)调度正式下达操作命令后,由操作人选择对应的已审操作票、监护人核对操作任务与调度令相符,并经模拟预演正确无误;
  (4)双方共同核对初始状态正确无误、设备无异常信息后,分别输入用户名和口令进入程序化操作进程;
  (5)程序化操作中操作步骤由系统自动执行,并逐项自行勾票,监护人与操作人应密切关注程序操作中设备状态的变位信息。全部程序化操作步骤执行完毕,操作人汇报“XXXX程序操作任务全部完成,请确认”,由操作人员点对话框上的“确定”按钮退出操作进程,监护人在程序操作命令前勾票。
  (6)双方共同核对目标状态正确无误、设备无异常信息后,监护人在操作票上勾票并记录操作结束时间。
  (7)向调度汇报操作结束时间。
  4顺序控制中的注意事项
  在顺序控制操作中,应注意以下几点:
  (1)顺序控制操作前,运行人员应检查一次设备状态符合操作条件。
  (2)顺序控制过程中发生通讯中断时,监控后台提示网络中断,并暂停程序化操作,由运行人员判断异常原因。
  (3)若发现原因为一次设备异常或设备故障,则由运行人员检查确认是继续程序化操作还是转人工操作,或是终止操作。
  (4)如果不能继续顺序控制操作,但可以转人工操作,则经变电站站长同意后,转人工操作。如果异常情况处理可以在短时间内完成,则汇报调度,暂停程序化操作,待异常处理完毕,汇报调度,恢复程序化操作。恢复程序化操作时,应再次输入操作口令和监护口令;若异常短时间内不能恢复,且不能转人工操作,则汇报调度,选择终止操作,待异常处理结束后,由调度决定是否继续操作。
  (5)暂停后继续执行的操作,系统自行将整张票重新模拟预演,预演正确后继续未执行操作步骤的操作。
  (6)顺序控制操作完成后应及时将系统内操作票归档处理。
  5顺序控制异常中断的处理
  顺序控制操作过程中因事故总信号、设备状态不到位或未满足操作条件等而自动停止的,应立即中断当前操作,并按以下方法处理:
  (1)设备状态尚未发生改变。在顺序控制软件的缺陷处理后,可继续进行;若顺序控制软件的缺陷无法立即消缺,则转为人工操作。
  (2)设备状态已发生改变。若为单间隔程序操作,则应立即终止当前的顺序控制并转为人工操作,并在操作票备注栏内注明中断原因;若为多间隔的组合票,则操作中断时涉及间隔的剩余操作应转为人工操作,处理方法同上;其余间隔是否重新拟定新的组合票进行顺序控制应根据实际情况而定。
  (3)中断操作后,人工操作从当前中断步骤的下一步开始,。
  (4)当变电所监控系统存有缺陷,造成对设备的遥测、遥信、遥控采集及执行功能有影响时,涉及该设备的操作不得采用顺序控制。
  (5)遇到变电所事故处理等情况,严禁使用顺序控制。
  (6)当顺序控制功能发生异常时,变电所应将异常情况上报技术管理部门,由技术管理部门安排消缺并作异常原因分析。
  (7)順序控制操作票执行过程中严禁添加、删除或修改未执行步骤,否则顺序控制将出错。
  6结论
  顺序控制是智能变电站重要的基本系统功能之一,充分体现了智能变电站的优越性。在具体实施过程中,既需要调度/集控站系统的软件增加相应的功能模块,也需要变电站间隔层和过程层智能单元的配合。也就是说,顺序控制必须考虑主站、集控站、变电所监控后台、远动装置、和间隔层测控设备内对顺序控制操作的全面支持与功能分配,以提高变电站电气操作的正确性和快速性。顺序控制操作虽然已经在变电站试点成功,但在实际实施中还存在诸多问题,在今后的工作中要善于总结、不断完善,发挥顺序控制的更大功效。
  
  参考文献:
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