500kV智能变电站的程序化操作应用探讨

500kV智能变电站的程序化操作应用探讨

张晓飞

国网山西省电力公司检修分公司

摘 要：基于500kV智能变电站越来越普遍，加上变电运维在模式上的革新，特别是无人值守这种模式的运用，使这种程序化操作效果明显，和以前相比，人力投入更少，倒闸效率大大提升，与此同时，管理工作受到了挑战，遇到了新的课题。鉴于以上原因，以某500kV智能变电站为研究对象，阐述了什么是程序化操作、实现程序化操作的条件、程序化操作的控制策略以及程序化操作的功能模块等，研究出了对策与建议，对普及此类应用有着重要的技术参考作用。

关键词：500kV；智能变电站；程序化操作

1 概况

倒闸操作的操作流程是就地、遥控、程序三个方面。其中，利用变电站自动化系统，程序化操作对操作票以及操作程序作阐述和编码，同时运用五防闭锁逻辑，自动控制变电站相关电气设备，这样就能达到我们想要的倒闸操作。其分为两个类型设备，包含间隔层以及跨间隔，区别也很明显，间隔层属于单间隔方面的操作，跨间隔是一种需要跨间隔来实现共同决策。它的操作流程有以下三个方面的技术特点。

（1）顺控模式，这是程序化操作的实质，即对传统倒闸的这种操作模式作描述和编码，对操作序列进行定义，并按要求进行分类，提供倒闸操作指令。我们以220kV线路为例子，操作“运行转冷备用”的过程是按三个开关的顺序进行，分别是分线路、线路侧隔离以及母线侧隔离三个开关，其中每步的操作都要严谨。这里还因为顺控模式和传统的道闸操作有不同的地方，包含操作流程的不同、操作步骤的不同、操作命令的不同、实现方式的不同，所以，要切实运用好顺控模式，就必须要在操作规范上进行个统一规范。

（2）程序化和传统两者在操作上区别很小，要说不同只是执行元件上，一切用程序指令来代替人的操作。以线路是500kV来说，如果实现“运行转检修”，过去要有不少于四人才能完成整个操作，而现在程序化操作则一改以往传统方式。

（3）程序化操作是按照事先设计好的操作指令来实现。也就是改变设备运行的状态只需要简单的“一键式”操作模式。

2 实现条件

要符合下面三个方面的技术指标。

（1）一次设备在程序化操作中，要配备可靠的电动操作机构。如果一次设备有缺陷，那么对此进行的程序化设计会使电网安全受到威胁，也可能会损坏一次设备，这是绝对禁止的。这里要讲到接地刀闸，它有电动操作机构，主要在现在很多GIS设备中，而传统接地刀闸没有电动的，只有手动操作机构，因此要对传统接地刀闸升级改造，使其也有电动操作功能。

（2）二次设备在程序化操作中，要有稳定性和可靠性，最好带有容错功能，并能执行所有指令：①二次设备能发出正确的控制信号；②能够准确反馈一次设备的状态。除此以外，对于一次设备如果出现了异常情况，程序化操作时可以进行自动识别，并发出正确动作。

（3）变电站监控系统要具备一定的要求，这种要求就是要能适应程序化操作系统的需求。要能组建程序化操作系统平台，并据此编制出来多种多样的程序化操作票，并能进行防误闭锁逻辑校验；最后一个方面，就是五防系统要实现信息共享，校验关于设备状态的各种参数。

3 应用模式

概括起来就是运用站控层或间隔层或这两种都用的模式，来操作一次设备，目的就是要实现操作的“一键式”。如果遇到一些复杂操作，比如有的线路或主变压器没有电，程序化操作为了达到“一键式”操作这样的目标，把指令进行集成和优化，通过系统的作用来完成一系列程序指令。

就拿220kV线路间隔来说吧，如果要对其达到程序化操作的目的，就需要考虑从哪些方向给予控制，一共也就两种方向，第一个方向的流程是“运行”到“热备用”到“冷备用”到“检修”，另一个方向是按照第一个方向的反方向，也就是从“检修”到“冷备用”到“热备用”再到“运行”。

针对那些繁琐的操作，比如倒母线，还比如如果遇到了线路或主变压器停电，那么其程序化操作要达到“一键式”，中间要作一次转换，并按照电压等级和电气间隔进行合成。

4 应用案例

我们以一个变电站为例子，此变电站为500kV路平智能，来研究此变电站的关键点和一些功能模块。因为一次设备凑同时采用相同的设备，这个设备就是户外GIS设备，我们说的二次设备，都是严格以“六统一”为标准，运用国电南瑞NSS300信息平台，程序化系统就是靠这种信息平台搭建的。所以，站内设备作为硬件指标，是可以达到程序化操作的要求。

该站程序化操作从功能模块上来分类有五种。

（1）操作票具有的编辑和生成模块。是按照电网运行要求和一些比较常见的操作流程来对操作票进行作业，使操作票适应指令，形成程序化操作票库。

（2）操作票的预演和校验两个模块。操作票随时被运维人员提取出来，并对其进行一次核对和校验，同时对其进行全方位预演，分析操作票一切步骤有没有错误的地方，在准确性上得到保证。

（3）程序化操作具有的执行和反馈模块。主要是接收操作指令，再找出符合要求的操作票，这一切操作反馈给监控后台。

（4）防误闭锁逻辑编辑及校验模块。编辑的依据是防误闭锁逻辑和内五防。在执行每一步前均应进行相关的闭锁逻辑验证这项工作，是执行所有步骤前都必须有的，如果通过了，才可以继续执行，反之，就不进行当前操作，同时还对用户进行告警提示。

（5）识别所有设备在运行时的状态。通过技术手段对一次设备的初始状态进行确定，最终是为程序化操作服务。

5 运维管理

程序化操作得以完成，取决于一次设备和二次设备的性能如何，这就落后于人工，也落后于遥控操作，对运维管理工作来说，一项前所未有的课题就摆在我们面前。所以，要总结好运维管理的经验，以便于我们认真借鉴。

（1）修订运维管理规定。就目前来说，程序化操作方面的规定不多，更没有来自权威规范的指导。个别规程把“程序化操作”仅仅视为操作上的方式之一。为此，制定行之有效的规定，明确好维护要求，并针对各级的工作界面，提出一些标准化程序方案，从技术上进行指导。

（2）明确运行维护界面。由于变电站自动化系统包含了变电站程序化操作系统，因此从运行维护责任来看，是没有两样的，所以，在建设和维护上，建议由自动化专业负责，也可以由二次专业负责，验收和运维程序化操作功能，我们完全可以交给变电运维专业负责。

（3）加强对设备运维管理。要对设备规定好时间进行检查，不能断断续续的，通过巡视，使程序化操作执行无误。同时二次设备的硬压板数量没有多少了，软压板的数量反而增加很多，因此，如果一个变电站确实已经有了程序化操作的功能，我们不要忽略其对软压板加强管理，做好对软压板的定期检查，了解其整体投退情况，运行工况有没有很好的符合要求，这有利于增加程序化操作成功几率，设备运行也有了保证。

（4）加强学习培训。变电站实现程序化操作，就要对运维班组进行定期的培训，分析容易发生的一些异常情况，常见的是设备分和合都没有到位，出现异常告警信号等。从这些异常情况里，认真提炼和总结应对措施，诸如通过培训来提高运维人员面对各种情况的处理能力。

（5）出于远景规划考虑，变电站在有条不紊的扩建，在新增间隔方面，程序化操作设计经常与带电间隔相关联，把运行间隔由于受到扩建的影响，减少到最低是今后需要研究的方向，是以后程序化操作需要突破的瓶颈。

6 结语

节约人力以及操作效率较高等是程序化操作的优势，程序化操作理应是以后站内操作的第一考虑的方式，但目前来看，考虑安全因素，程序化操作在我国使用还不广泛，特别是在智能站领域里。所以，以后有必要在实际操作中总结好的经验和做法，把技术规范好，力求达到要求，并在安全性以及可靠性上都有明显提高，渐渐地将程序化操作得既科学又安全。