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一键顺控技术在变电站中的应用研究与分析

2020-12-27王泽朗傅兴强

通信电源技术 2020年16期
关键词:接点合闸一键

赵 科,秦 超,熊 坤,王泽朗,傅兴强

(云南电网有限责任公司 曲靖供电局,云南 曲靖 655000)

0 引 言

变电站一键顺控是指利用变电站监控系统中的程序化控制模块描述变电站传统操作票。结合完善的防误操作闭锁逻辑,通过变电站自动化系统服务器、测控装置以及通信装置等进行变电站电气一次和二次设备的自动控制,从而实现对应间隔设备的倒闸操作,是目前较为先进的操作方式[1]。顺控技术依托可靠的一次设备和监控系统,能够逐项执行设定任务,减少人工执行、监护以及确认等一系列操作流程,同时也减少人员在行走路径上花费的时间,显著提升了倒闸作业的效率,极大地避免和降低了因人为因素造成操作失误的可能性[2]。

1 变电站一键顺控架构

1.1 变电站一键顺控系统架构设计

在变电站设有监控主机、独立智能防误主机以及智能远动机,通过站控层网络与保护测控等装置进行连接。其中,监控主机能实现一键顺控功能并且内置一套五防逻辑[3]。变电站内能够通过监控主机完成一键顺控操作,调度端通过智能远动机完成一键顺控操作,整体的系统架构设计如图1所示。

图1 变电站一键顺控系统架构图

1.2 双套五防逻辑校验

智能防误主机能够监测变电站站内的空气开关状态、压板状态以及网门状态等实时信息,并可以根据需要将相关设备的状态加入到五防校验逻辑中。其与监控主机之间的通信通过站控层网络实现。当进入一键顺控操作预演时,全部的操作步骤不但需要经过内置五防逻辑进行校验,同时还需要经过智能防误主机进行防误校验,从而实现一键顺控双套五防逻辑校验的功能。校验通过后可进入一键顺控操作的执行过程,当其中一套五防逻辑校验不通过时,终止操作预演并提示相关错误信息[4]。一键顺控操作过程中双套五防逻辑校验过程如图2所示。

图2 双套五防逻辑校验过程

2 一键顺控关键技术探讨

为满足一键顺控操作的要求,需要着重解决如下4个问题。

2.1 断路器位置双确认问题

对于断路器位置的双确认,可采用已有的采集量进行判别。断路器若满足双确认条件,其位置确认应采用“位置遥信+遥测”为判据。其中,位置遥信作为主要判据,采用分/合双位置辅助接点,分相断路器遥信量则采用分相位置辅助接点。遥测量提供辅助判据,可采用本间隔三相电流或三相电压。无法采用三相电流和电压时,应增加三相带电显示装置,采用三相带电显示装置信号作为辅助判据。断路器分闸位置确认逻辑如图3所示,断路器合闸位置确认逻辑如图4所示。

图3 断路器分闸位置确认逻辑图

2.2 隔离开关位置双确认问题

隔离开关除了使用位置遥信进行判别外,还应增加辅助设备来进行判别。常见的是采用姿态传感器位置遥信或利用监控系统进行图像识别分析来实现。主要判据采用的是辅助开关接点位置,同时采用分/合双位置辅助开关接点[5]。隔离开关分闸位置确认逻辑如图5所示,隔离开关合闸位置确认逻辑图6所示。

图4 断路器合闸位置确认逻辑图

图5 隔离开关分闸位置确认逻辑图

图6 隔离开关合闸位置确认逻辑图

2.3 手车式断路器底盘电动操作问题

传统的高压开关柜需要人工操作才能将断路器手车由工作位置摇至试验位置,或从试验位置摇至工作位置,很显然无法满足一键顺控的要求。因此,需改造断路器手车。在手车底盘上增加电动机和传动模块,并增加控制模块正反转控制电动机从而达到一键顺控的要求。在底盘改造过程中,当电动机和传动部件等元器件损坏后需要人工进行干预。此时人工干预不能影响电动机的控制回路,因此可增加离合器来保证电动操作和手动操作的相互独立[6]。

2.4 开关柜接地开关电动操作问题

传统的高压开关柜接地开关通过人工操作实现分合闸操作。为了使一键顺控操作能够实现线路检修的目的,需要将接地开关原有的手动操作改为电动操作,为此需要增加接地开关电动机和电动机控制模块。通过控制模块控制电动机的正反转从而达到接地开关分合闸的目的。

3 一键顺控功能实现

3.1 一键顺控设备状态

设备状态是根据设备位置、操作/储能空气开关位置、储能状态以及保护状态等信息来定义的。其是一键顺控操作的必要条件,只有定义了设备状态,才能编写一键顺控操作票,同时才能选择设备的目标状态,并调取相应的一键顺控操作票进行操作。在一键顺控过程中,设备状态可以根据一次设备和二次设备所处的状态分为运行状态、热备用状态、冷备用状态及检修状态。其中,检修状态又可分为断路器检修状态和线路检修状态等。

3.2 一键顺控操作票

一键顺控操作票是指存储在变电站监控系统中用于一键顺控的操作序列,包括操作对象、当前设备所处状态、设备目标状态、操作任务名称、操作项目、操作执行条件以及操作确认条件等内容。一键顺控操作票包括一次操作票和二次操作票。其中,一次操作票用于对一次设备和涉及到一次设备操作的二次设备进行操作,二次操作票用于对保护装置和测控装置的压板投退及定值区切换等纯二次设备的操作。

3.3 一键顺控操作过程

在一次设备及相应的二次设备改造完成,并完成设备状态定义和一键顺控操作票编制后,即可进行一键顺控操作试验。实现变电站一键顺控操作首先需要进行一键顺控操作票的调取,调度端根据操作任务调取操作票,然后等待执行预演的命令,同时调度端会根据闭锁信号判定是否满足操作条件。当满足无闭锁信号时开始进行预演操作,并返回每一步预演的结果。如果某一个操作项不满足操作条件,则返回预演失败的报文,并显示预演失败的操作项和失败原因,然后退出预演流程。预演成功后,即可进行一键顺控操作。此时调度端下发操作执行命令,站端在接收到执行命令后进行一键顺控操作。在操作执行过程中,每一项操作结束后应向调度端返回操作执行成功的报文,直至操作结束。若在执行过程中出现异常情况导致操作项目无法执行,站端应向调度端返回执行失败的操作项目和失败原因等信息,并退出一键顺控操作流程[7]。

4 可能存在的问题及改进建议

4.1 空气开关相关问题

传统的操作票中有部分涉及空气开关的操作。例如,线路转检修时需要将本间隔断路器的控制电源和储能电源断开的同时,也需要将线路电压互感器二次侧空气开关断开。为满足一键顺控的操作要求,需要将操作过程中需要进行操作的空气开关更换为具有遥控功能的空气开关。

在线路转检修过程中,需要判定高压侧电压。此时如果二次侧空气开关跳闸,那么会造成在线路带电的情况下依然满足一键顺控操作票的线路无压判据。为此本文提出了两种解决方式,一种是将线路电压互感器二次侧空气开关的位置接点串接到接地开关控制回路中,当空气开关跳闸后断开接地开关操作回路。另一种是将线路电压互感器二次侧空气开关的位置接点作为遥信量进行采集,并作为一键顺控操作票接地开关合闸的执行条件,从而解决因空气开关跳闸造成电压判据满足接地开关合闸条件的问题。

4.2 高压开关柜出线无电压互感器的问题

高压开关柜出线一般是不装设电压互感器的,因此在操作线路转检修的时候,不能通过判定二次侧电压来确定线路是否带电。为了实现验电的需要,可以在线路侧装设带电显示装置来进行间接验电。针对接地开关的操作判据问题,本文提出了两种解决方式。一种是将带电显示器的输出接点串接到接地开关的控制回路中,当线路带电时,输出节点打开从而断开接地开关的操作回路。另一种则是将带电显示器的输出接点作为遥信量进行采集,作为一键顺控操作票接地开关合闸的执行条件之一,从而解决高压开关柜出线无电压互感器导致无法进行电压判别的问题。

4.3 遥控遥信增多的问题

针对一键顺控技术的使用要求可以看到,增加了大量的空气开关遥控和遥信回路以及各种传感器的遥信回路。因此,本文对于解决一键顺控技术使用过程中增加了大量遥控和遥信回路的问题,提出两种解决方式。一种是按功能配置新的测控装置,用于实现空气开关的遥控和遥信,并采集传感器和带电显示器等设备的输出信号。另一种按间隔配置,增加相应间隔测控装置的开入开出接点,实现相应间隔空气开关的遥控和遥信功能并接收传感器和带电显示器等设备的遥信信号。二次设计部分会因选用不同的解决方式而产生较大的区别,因此在设计之初应综合考虑,采用合适的方式来解决遥控遥信增多的问题。

5 结 论

一键顺控操作是变电站倒闸操作的发展趋势,具有巨大的技术优势。本文探讨了一键顺控关键技术和工程实施过程中可能遇到的相关问题,并提出了相应的解决方案,旨在为今后一键顺控技术的应用提供参考。

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