关于智能变电站二次安措防误系统的研究

关于智能变电站二次安措防误系统的研究

董艳娜

宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏 银川 750001

摘要：随着我国经济技术发展，对电力需求越来越大，“十三五”期末预计新建智能变电站将达到8000座，我国已成为智能变电站投运数量最多的国家。二次检修安全措施作为应对智能变电站投运后消缺、检修、升级及改扩建等现场工作的技术保障，对确保智能变电站人身和设备安全及电网的稳定可靠运行具有重要意义。

关键词：智能变电站；二次设备；安措

引言

随着2008年国家电网智能电网战略推进，基于IEC61850标准的智能变电站二次控制技术获得了广泛的工程应用，中国已成为世界上智能变电站投运数量最多的国家。智能变电站采用的二次控制技术基于IEC61850标准，二次设备之间的连接用光缆代替电缆，用“软压板”代替传统的硬压板。二次系统的连接及隔离关系呈现为不可见特征，因此，智能变电站运行的安全可靠运行技术成为工程扩大应用的研究重点。

１智能变电站安措防误介绍

智能变电站保护装置的二次回路用光缆进行连接，其模拟量的采样和开关量的采样、出口，分别通过ＳＶ和ＧＯＯＳＥ报文进行传输。图１中，线路保护装置获取线路合并单元发送过来的电流ＳＶ报文、母线电压ＳＶ报文及线路智能终端发送过来的ＧＯＯＳＥ报文，进行保护逻辑判断，若符合跳闸条件则通过智能终端进行跳闸。

安全措施主要是指在变电运行及检修工作中为了人身、电网及设备安全，将待检修设备与运行设备进行安全隔离的措施。智能变电站改、扩建及装置检修时，二次设备的安全措施操作由跳闸出口软压板、ＧＯＯＳＥ发送／接收软压板、ＳＶ接收软压板、检修压板等多种安措技术组合而成。由于软压板是存在于保护装置中的虚拟压板，数量多、不直观且无“明显电气断开点”，因此在操作过程中易造成漏投退、误投退等。

2二次设备状态定义

如前所述，智能变电站的二次设备包括合并单元(MU)、智能终端(IT)和保护装置(PD)等。在功能设计上具有相关的二次操作会改变设备运行状态的特征。二次设备均具有自检功能，不当的二次操作可能会导致保护误闭锁或误跳闸。因此，智能变电站中具体的二次操作会对二次设备的运行状态产生一定的影响，对于不当的二次操作可能会造成保护隐性故障，导致保护的误动或者拒动。表1和表2分别反映了典型的智能变电站保护闭锁逻辑和典型的智能终端闭锁逻辑。

3二次安措相关状态采集方法

（1）直接监视的状态。直接监视的状态包括各个智能电力设备（intelligentelectronicdevice,IED）的软压板和检修硬压板。合并单元和智能终端的检修硬压板通过测控装置采集上送。二次安措服务器接入站控层网络，解析制造报文规范（manufacturingmessagespecification,MMS）文件，可实时获取此类信号状态及其变化信息。（2）间接监视的状态。间接监视的状态主要指IED的光纤连接状况，无相应遥信进行直接监视，但可通过IED发出的链路中断信号进行间接监视。二次安措服务器实时采集MMS网络中的链路告警等信息，告警定位功能自动分析出光纤链路故障点，进而得到安措执行过程中的光纤拔插情况。（3）无法实时监视的状态。无法实时监视的状态包括空气开关、出口硬压板、电压/电流互感器端子连片等状态。对于此类安措状态信息，无法通过MMS网实时监视，因此在安措执行过程中，由监护人在离线终端上确认每一步的操作信息及状态，最后通过离线终端回传的方式发送给二次安措服务器，实现信号状态的采集。

4整体方案架构

二次安措诊断系统的实现方案整体框架如图３所示。二次安措诊断系统部署在应用服务中，前置服务器与装置交互，接入数据写入实时库中，数据经分析计算后由消息中心传递给二次安措诊断系统；系统再根据已制定的安措逻辑对装置实时状态进行诊断，作出对应防误闭锁。

操作票被制定前，依据安措规则专家库，给出操作票制定提示；操作票被制定后，对操作票进行诊断分析，若发现操作票中有不符合规则的步骤，则给出告警，并告知可能影响范围；操作票执行后，对操作票执行结果进行诊断分析，判断检修装置及其相关二次设备的状态场景是否达到操作票预期的状态场景；安措执行过程中，对操作票中涉及的各装置压板进行状态监视，若发现压板状态有变化，则给出告警提示，告知检修人员存在误操作。

5安措在线监视软件架构及实现

1）安措在线监视软件架构。安措在线监视软件基于Linux系统研发，采用Qt语言实现软件平台，开发出配置库、实时库和历史库功能模块，用户通过该软件，可方便查看二次安措所有对象的实时状态信息、告警报文信息、历史检索信息等内容。2）安措在线监视软件实现。二次安措服务器接入MMS网，通过MMS服务与站内IED连接，读取装置实时上送的各种安措状态信息。通过离线终端读取无法实时监视的安措状态信息，通过报文以及图形化界面实时更新显示，最终把结果存入历史库归档。

6安措操作票诊断

二次安措诊断系统对于挂“检修牌”的装置按照检修态场景规则诊断分析；对于未挂“检修牌”的保护装置则根据压板状态判断其处于运行态场景或信号态场景或退出态场景，然后按其相应场景的规则进行诊断分析；对于未挂“检修牌”的合并单元和智能终端，则按照运行态场景规则诊断分析。安措操作票诊断，分为操作票执行前诊断和操作票执行后诊断。安措操作票执行前，二次安措诊断系统诊断运行人员开出的操作票中多个相关的设备是否按照“运行态场景设备软压板－检修态场景设备软压板－检修态场景设备检修压板”的设备顺序，并诊断单个设备从运行态场景到检修态场景的状态变化，是否按照“运行态场景－信号态场景－退出态场景－检修态场景”的顺序，以及规则中要求的相关压板投退操作是否已被列入其中。若诊断出操作票中多个相关设备的顺序与规则设计不一致或单个设备从运行态场景到检修态场景的状态变化与规则不一致，则给出提示并告警。安措操作票执行前诊断流程如图６所示。

7安措在线校核技术

1）智能跳过。表示该步骤暂时跳过在线校核。对于出口硬压板、空开、端子连片等无法实时获取的信号状态，软件自动勾选该步骤，在线监视时自动跳过，不对后续步骤做闭锁判别逻辑，其状态由离线终端回传获得。2）回路类别。表示具体安措操作内容的类别。3）安全措施内容。表示具体的安措执行步骤信息。4）执行情况。初始状态表示操作执行前的状态；当前状态表示操作执行后的状态；目标状态表示正确操作下应该达到的状态；正确与否表示当前操作步骤是否正确，若当前状态和目前状态一致，则判定执行正确，否则判定执行错误。5）变位时间。表示当前状态的触发时间。6）备注。表示对操作步骤的补充说明。

结束语

安措防误子系统的建立，能一键式达成智能变电站开展各类运检工程的二次安措的出票，且有效执行正确性检验，一方面使需安全隔离的设备得到可靠的隔离，另一方面也大幅提高了运维人员的工作效率，且有助于全面缓解安全焦虑，值得推广。

参考文献

[1]鲁继超.智能变电站二次系统故障处理与安全措施研究[D].长春工业大学,2019.

[2]张琪琦,郑超,孟洋洋,白树斌,魏佛送,常宝.智能变电站一键式二次安措的研究探讨[J].电力系统保护与控制,2019,47(18):176-181.

[3]李剑.智能变电站二次检修安措防误技术[J].电子技术与软件工程,2019(16):240-241.

[4]何祥文,冯正伟,祝碧贤,计荣荣.500kV智能变电站二次检修安措研究[J].电工技术,2019(03):96-100.

[5]秦晓柯.智能变电站二次检修安措防误技术分析[J].低碳世界,2018(11):84-85.