刘辉乐，林国松，杨红军

（温州电力局，浙江 温州 325000）

0 引言

在综合自动化变电站中，传统光字牌已被监控后台机（工程师站）的虚拟光字牌取代，由于虚拟光字牌的信号既可取自现场硬件接点，又可通过监控系统内部软件判断逻辑触发。因此虚拟光字牌提供给运行人员的信息内容比传统光字牌丰富了许多，可以更加全面地监视设备的状态及运行情况，但同时也增加了运行人员监屏的难度。

500kV天柱变始建于2008年4月，现有主变2台，500kV出线4条，220kV出线10条，后台监控系统采用南瑞公司NS2000，光字牌数目约1700余个，经终期扩建后，主变增加了2台，500kV出线增加了2条，220kV出线增加了6条，光字数目也增加到3000余个。由于光字牌是由现场硬件接点或软件逻辑接点触发，当后台光字牌闪亮时，必须清楚光字的信号回路图，才能够找到光字牌闪亮的原因，但由于现场没有图纸能清晰标明整个光字的信号回路，运行人员只能翻看几十张图纸，才能明白整个回路的构成，既费时又费力，不利于及时处理问题。在天柱变对15位运行人员做了测试，针对不同光字信号回路图，运行人员平均读图用时将近25 min。

因此，研究如何建立1套完整的信号回路图，并提示发信原因和处理方法，方便运行人员查阅，指导运行人员快速处理异常显得至关重要。结合方便、快捷、具有指导意义这3个要素，基于软件的光字信息系统课题提上日程。

1 光字信息系统设计

1.1 设计方案

方案一：将光字信息系统集成于后台监控系统中。

方案二：开发单独的光字信息系统，安装于操作员工作站旁的运行管理计算机上。

方案一使得光字信息系统与监控后台的一体性变得更强，也方便运行人员的使用，但是该方案会影响到监控后台的运行安全，并且需要监控系统厂家的直接参与，资金投入大，因此该方案可行性较差；方案二仅需开发单独的光字系统，课题组成员可自行完成开发工作，无需资金投入，易于实现，最终课题组选择了方案二。

1.2 需求分析

（1）作为判断和处理光字牌的辅助工具，光字系统总体设计要与监控后台NS2000的风格保持高度一致，以符合运行人员的操作习惯，方便其使用。

（2）要满足变电站新设备投运、改扩建等要求，系统应具有开放式的特点，做到数据能与系统可交互，有新需求时系统不过时。

（3）设计应充分考虑数据安全性，使系统数据在使用过程中不致被随意修改。

1.3 系统软件体系架构[1]

系统软件体系架构图如图1所示。系统角色、用户、数据安全性管理平台是整个系统的基础，基础数据管理子系统构筑在它们之上。系统基础数据的设计基于后台监控系统NS2000，其中包括站所信息、间隔数据、光字数据以及光字信息等数据，有了这几类基础数据，其相应的数据维护模块也便产生。在各硬件平台、相关软件平台以及基础数据的支撑下，通过应用相关技术，最终形成光字信息系统。

图1 系统软件体系架构

2 应用需求实现

2.1 调阅光字信息

光字系统在设计开发过程中，严格以监控系统NS2000为参考，二次信息界面与光字界面的结构及内容与NS2000保持一致，当后台光字闪亮时，运行人员在光字信息系统中与NS2000相对应的位置便可调阅出该光字的信息，图2为系统的界面展示。

图2 光字信息系统界面

通过查看光字信息，运行人员就可以快速掌握该光字的回路图、产生原因及处理措施，极大提高了监屏过程中对光字判断及处理的效率。

2.2 基础数据维护

变电站在投运后一般都会面临新设备投运、改扩建等情况，此时，监控后台界面及数据也将面临重新维护工作。为了使光字系统在新环境下仍具有生命力，系统应避免静态式软件的缺陷，通过数据维护来完成系统的升级。500kV天柱变扩建期间，完成监控后台维护工作后，光字信息系统也进行了升级工作，通过在数据维护模块中增加间隔、光字及光字信息等数据，使光字信息系统满足了新扩建工作之后的需求。

由于系统开放性的特点，系统也可以推广适用于其它变电站。

2.3 用户管理

为防止系统数据在使用过程中遭随意修改，保证数据安全性，系统引入基于角色的数据访问控制技术（Role Based Access Control，RBAC），RBAC技术是将用户划分成与其在组织结构体系相一致的角色，以减少授权管理的复杂性，降低管理开销，为管理员提供一个比较简单的安全策略[2-3]。

图3 系统维护界面

通过RBAC技术的应用，系统用户授权管理变得非常简单，在建立新用户时，只需要将系统已设置好的角色（管理员角色或普通用户角色）赋予该新用户，即可完成对新用户的功能授权，用户登录系统后，随其角色的不同，可以访问的功能模块也将不同。管理员角色的用户登录系统后可进入站所信息维护、间隔维护、光字维护、光字信息维护、二次信息排列维护及光字排列六大模块的维护，对基础数据进行操作；普通用户登录系统后仅具有调阅光字信息的权限。

3 使用效果

光字信息系统在操作员工作站旁的运行管理计算机上安装后，当监控后台出现异常光字时，运行人员无需再像以前一样通过查找光字回路图来判断确定处理措施，只需在光字信息系统上进行简单的点击操作便可在一两分钟内作出判断，然后可迅速对现场情况进行检查处理。

2009年3月10日13∶01，天柱变监控后台警铃响起，天瓯线5021开关“分闸总闭锁”、“控制回路断线”光字牌闪亮，监屏人员首先意识到该光字可能是因为开关油压或SF6压力低引起，如果在开关分合闸闭锁期间发生短路故障，将直接导致事故扩大，后果不堪设想。情况紧急，必须尽快对其进行处理，运行人员立即到现场检查了5021开关油压及SF6压力，发现压力均正常，表明异常原因可能在光字回路的其它位置。运行人员随即通过光字信息系统调阅出该光字的信息，光字信息提示：“若现场检查开关压力正常而分闸总闭锁继电器K10为失磁状态，则可能为油压或SF6压力继电器接点误打开或端子排接点松动引起”。根据光字信息的提示，运行人员又对现场作了进一步检查，发现K10继电器确为失磁状态，原因为机构箱内端子排接点X1-600松动。对于这次信号报警，运行人员从发现到处理总共用时14 min，若按之前的传统方式，总耗时将不少于45 min。

又如：2009年11月15日16∶19，天柱变天瞬4P03开关“打压超时”光字牌闪亮，运行人员现场检查发现开关油压低于启动值，而油泵持续打压，根据光字信息的提示，该情况可能因时间继电器K67的常闭接点未断开油泵启动继电器引起。随后，运行人员按照光字信息中的处理步骤迅速作出处理，先拉开电动机电源开关，再按S4复归按钮对K67进行复归，然后合上电动机电源开关，油泵开始打压，油压上升，情况恢复正常，在光字信息系统的帮助下，在短短的12 min内，该异常情况迅速得到解决。可见，光字信息系统应用后，运行人员处理异常情况的效率明显提高。

4 结语

在变电运行工作当中，如果出现紧急异常光字但未能及时判断并采取有效措施，有可能导致事故扩大、设备损坏甚至电网停电。光字信息系统可在很大程度上缩短运行人员对异常光字作出响应的时间，彻底解决常规方式不及时、不准确的弊端，在一定程度上避免了事故误判或处理不及时造成的损失。同时，运行人员处理异常光字时的压力也将得到有效缓解。

随着浙江电力系统监控中心的逐步建设及展开，光字信息系统将在协助运行人员监屏工作方面发挥越来越重要的作用。

[1]CHRISTINE HOFMEISTER，ROBERT NORD，DILIP SONI.实用软件体系结构[M].北京：电子工业出版社，2003.

[2]刘国丽，郭铁柱，李玉海，等.基于角色的管理信息系统安全设计[J].河北工业大学学报，2004，33（3）∶45-49.

[3]丁于思，高阳，高楚舒.基于角色的管理信息系统安全机制的研究与设计[J].信息技术，2003，27（3）∶58-60.