變電站遙信功能自動校驗系統(tǒng)

陸 路 ，杜積貴 ，全思平 ，陸 成 ，韓 禹

(1.泰州供電公司，江蘇 泰州 225300；2.南京供電公司，江蘇 南京 211800)

在新建、擴建變電站時，調(diào)度自動化人員、監(jiān)控人員需要經(jīng)運行人員與現(xiàn)場變電站施工、調(diào)試人員多次校驗監(jiān)控信號。隨著國家電網(wǎng)公司“大運行”體系的建立，調(diào)度控制中心監(jiān)控的變電站數(shù)量與日俱增，當(dāng)校驗信號的工作現(xiàn)場較多時，會影響對電網(wǎng)的正常監(jiān)控，同時也會影響驗收工作的正常安排。所以需要采用新辦法從根本上減少雙方的工作量，提高信號校驗工作效率并且保證驗收工作的質(zhì)量。

1 目前信號功能驗收存在問題

1.1 工作流程

傳統(tǒng)驗收新投運變電站信號的工作流程如下：設(shè)備廠家在變電站運行維護人員現(xiàn)場監(jiān)護的前提下點擊發(fā)送需要核對的具體信號，變電站運行維護人員同時與調(diào)度控制中心主站端人員電話聯(lián)系，等待主站端人員對信號確認接收。主站端及變電站現(xiàn)場后臺機均成功接收信號后，一條信號驗收結(jié)束，雙方在各自的驗收信號表中做好記錄。以一座220kV雙臺主變壓器的變電站信號驗收為例，遙信量達2000多條，110kV變電站的遙信一般也達1000條左右。

1.2 問題

（1）現(xiàn)場不同設(shè)備間隔均有工作人員調(diào)試信號，而正式驗收信號的人員一般只有一組。由于實時告警窗口寬度有限，不能同時顯示所有上傳信號，所以當(dāng)有其他間隔的信號干擾時，驗收人員需要將實時告警窗口暫時鎖定住，然后驗收人員從歷史數(shù)據(jù)中搜索需要核對的信號。當(dāng)短時間內(nèi)上傳的信號量較大，尤其是出現(xiàn)多組頻繁“動作、復(fù)歸”的遙信時，搜索工作會耽誤時間。若驗收人員確實找不到該條信號，一般會讓現(xiàn)場工作人員重新點擊發(fā)送該條信號，同時將鎖定的告警窗口解鎖以便繼續(xù)人工搜索，解鎖后的告警窗口仍然會受到新上傳信號的干擾，并不能從本質(zhì)上避免上述問題。

（2）實際工作中，現(xiàn)場施工單位將初始的信號表提供給自動化人員，由自動化人員將其配置具體的點號，建立新變電站的信號表。由于各個公司信號表的規(guī)范不是完全一致，有時需要設(shè)備施工單位將初始信號表做規(guī)范修改。廠家人員一般希望在每次正式組織驗收的時候能將不規(guī)范的信號匯總，統(tǒng)一解決后等待復(fù)驗收，這會影響新變電站投運時信號首次驗收的通過概率。

2 基于OPEN-3000的遙信功能校驗系統(tǒng)

2.1 信號采集原理

變電站綜合自動化系統(tǒng)應(yīng)采集的狀態(tài)量包括：斷路器狀態(tài)、隔離開關(guān)狀態(tài)、變壓器分接頭信號、變電站一次設(shè)備告警信號、各種保護跳閘信號、預(yù)告信號等。

OPEN-3000系統(tǒng)基于 IEC 60870-5-104，IEC 60870-5-101，CDT等通信協(xié)議，將變電站“四遙”信號采集至自動化主站系統(tǒng)，在后臺進行數(shù)據(jù)處理，并經(jīng)安全隔離裝置發(fā)布到安全III區(qū)的WEB服務(wù)器[1]。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2 方案及軟件流程

在南瑞OPEN-3000的基礎(chǔ)上，新變電站竣工驗收前所有遙信信號表均已確定。OPEN-3000系統(tǒng)通過安全區(qū)III的網(wǎng)絡(luò)接口連接至企業(yè)管理信息系統(tǒng)（MIS），對外部系統(tǒng)開放數(shù)據(jù)訪問的功能[2]。

變電站遙信功能自動校驗系統(tǒng)方案如圖2所示?，F(xiàn)場工作人員在廠站端發(fā)送所需要校驗的信號后，相應(yīng)的遙信動作信號會記錄在OPEN-3000系統(tǒng)的III區(qū)服務(wù)器，利用計算機VC語言編程訪問服務(wù)器Oracle數(shù)據(jù)庫讀取相應(yīng)記錄，和工作人員需要核對的原EXCEL表 （記錄所有要核對的遙信信號量）進行匹對[3，4]，以此來判斷信號接收的正確性，驗收輸出結(jié)果分為三類：正確，錯誤，未驗證。運用可靠的計算機來完成整個遙信校驗，從根本上改變傳統(tǒng)的人工校驗遙信工作緩慢問題。變電站遙信功能自動校驗軟件流程如圖3所示。

2.3 系統(tǒng)特點

（1）校驗信號時間間隔（即系統(tǒng)定期訪問WEB數(shù)據(jù)庫的時間）可以在1～1000 s之間任意調(diào)整，因為系統(tǒng)一直訪問數(shù)據(jù)庫將非常消耗內(nèi)存，不利于程序穩(wěn)定運行，且校驗工作并不需要頻繁訪問數(shù)據(jù)庫。

（2）設(shè)計一個可以靈活設(shè)定起止序號的窗口，便于工作人員靈活編制需要校驗信號的順序，導(dǎo)入系統(tǒng)中作批量驗證。輸出驗收通過的信號順序也依照所選序號的升序排列，如此設(shè)計，為驗收人員提供重要參照，通過比較程序所顯示接收信號的時間先后與信號序號是否一致，從而能及時判斷信號發(fā)送順序是否混亂。

（3）所有驗收通過的信號記錄，均可以excel格式導(dǎo)出保存，交接給下一班人員繼續(xù)驗收。

（4）驗證暫時有錯誤的信號可以批量導(dǎo)出并再次導(dǎo)入程序進行復(fù)驗收，操作簡易。

（5）自動校驗系統(tǒng)從安全Ⅲ區(qū)采集數(shù)據(jù)，不會影響I區(qū)數(shù)據(jù)的正常采集，同時保證了數(shù)據(jù)來源的可靠性。系統(tǒng)與Ⅲ區(qū)失去連接時，會彈出告警窗口提醒工作人員未連接數(shù)據(jù)庫。

（6）遙信變位時間T1與系統(tǒng)訪問Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)庫的時間T2的合理設(shè)計，是系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵點之一?？紤]到信號從變電站傳送至主站端會有一個短暫的時間差ΔT（一般為3 s），當(dāng)T1大于T2時，校驗系統(tǒng)訪問到的數(shù)據(jù)才為有效數(shù)據(jù)，所以應(yīng)滿足T1-T2＞ΔT。校驗系統(tǒng)將顯示出距T1時間最近的一條信號數(shù)據(jù)。如此設(shè)計有效避免信號重復(fù)發(fā)送時，自動校驗系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)混亂的情況。

（7）工作人員驗收信號后在信號驗收范本上打勾表示通過，并沒有能夠逐條備注具體的時間，所以設(shè)計出一個“驗收記錄導(dǎo)出”功能鍵，將所有驗收信號的動作情況及時間統(tǒng)一導(dǎo)出保存，作為驗收工作可靠性的重要依據(jù)，甚至以驗收報告形式提供給驗收方從而完善現(xiàn)有的驗收制度。

2.4 具體實施

（1）主界面主要分為以下部分：excel格式遙信表的規(guī)范、導(dǎo)入、導(dǎo)出控制；輸出結(jié)果分三類，驗證通過信號、失敗信號、未驗證信號；提供窗口顯示驗收通過的信息；提供逐一驗證及批量驗證功能；提供窗口靈活調(diào)整程序訪問數(shù)據(jù)庫的時間間隔；主站端接受信號時間精確到秒，為驗收的可靠性提供重要依據(jù)。如圖4所示。

（2）在能夠與MIS網(wǎng)絡(luò)相連接的計算機上安裝Oracle數(shù)據(jù)客戶端，并對其端口做好相應(yīng)配置。然后通過VC編寫程序?qū)Π踩獻II區(qū)的Oracle數(shù)據(jù)庫WEB DB訪問,找到具體存儲遙信數(shù)據(jù)的表，以yx_bw（遙信變位表）及rl_yx_warn（二次遙信告警表）為例，對這兩張表的結(jié)構(gòu)做解析，為校驗系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)打下基礎(chǔ)。在程序訪問數(shù)據(jù)表先后方面，采用數(shù)據(jù)含量較大的表優(yōu)先訪問原則，查找到信號后程序立即輸出結(jié)果，避免重復(fù)訪問，如此設(shè)計便于程序更加快捷運行。

圖4 變電站遙信自動校驗系統(tǒng)設(shè)計主界面

2.5 驗收具體流程

（1）工作人員選擇自己的用戶名以及密碼實名登錄。

（2）驗收人員先準備好excel格式的遙信基準表，將其導(dǎo)入程序規(guī)范處理，所有遙信的序號均為系統(tǒng)自動生成，可以靈活適應(yīng)不同需要來編排信號順序。程序為每一條遙信自動提供“動作、復(fù)歸”兩種相反性質(zhì)的語句。

（3）驗收人員可以對導(dǎo)入程序的信號逐一驗收，事先設(shè)定好程序訪問數(shù)據(jù)庫的時間間隔后，點擊每條信號后面的“雙擊驗證”按鈕，程序會自動顯示結(jié)果。

（4）驗收人員根據(jù)變電站現(xiàn)場工作實際情況，經(jīng)雙方協(xié)商，靈活編排需要驗收信號的順序。然后驗收人員設(shè)定好程序訪問數(shù)據(jù)庫的間隔時間，并且選擇需要驗收信號的起止序號，進行批量驗收，操作方便快捷。最終程序會以不同顏色區(qū)分顯示所有驗收結(jié)果，并將驗收通過的信號從實時窗口中顯示出來。

（5）驗收人員需要關(guān)閉自動校驗系統(tǒng)主界面程序時，會彈出提示窗口“你確定退出系統(tǒng)（請注意保存數(shù)據(jù)）？”，以防工作人員因誤退出程序而造成數(shù)據(jù)丟失。

（6）驗收人員將當(dāng)前所做的驗收記錄從系統(tǒng)中導(dǎo)出保存，且為整個驗收工作的可靠性提供了重要依據(jù)。

（7）所有驗收未通過的信號，均可以點擊“雙擊驗證”按鈕做多次校驗。因其他原因暫時不能解決的信號，均可以excel表格形式導(dǎo)出程序，方便工作人員移交給接班人員繼續(xù)校驗。

（8）所有當(dāng)班人員未驗收的剩余信號同樣可以excel表格形式導(dǎo)出程序，方便交接班時移交，接班人員將剩余信號表格重新導(dǎo)入程序繼續(xù)驗收即可。

3 驗收工作

2011年10月至11月先后校驗了220kV同濟變、220kV觀五變、110kV海陵變、110kV醫(yī)藥變的新擴建間隔的遙信信號及110kV城南變、110kV史堡變、110kV元竹變的全站投運遙信驗收工作。變電站遙信自動校驗系統(tǒng)在調(diào)度控制中心主站端及變電站現(xiàn)場應(yīng)用。

（1）現(xiàn)場人員安裝遙信自動校驗系統(tǒng)后，調(diào)試人員能通過信號在WEB庫中的接收情況及時了解主站端OPEN-3000庫中的數(shù)據(jù)接收情況，并且可以按照調(diào)試人員臨時設(shè)定的順序，在設(shè)備的端子排上點擊需要調(diào)試的信號，待信號全部點擊完畢后再應(yīng)用自動校驗系統(tǒng)程序批量驗收，程序會自動將所有驗證結(jié)果迅速準確的顯示在主界面上，操作便捷且數(shù)據(jù)可靠。

（2）變電站運行維護人員在使用自動校驗系統(tǒng)程序與主站端人員驗收信號時，也可以通過信號在WEB庫中的接收情況及時了解主站端OPEN-3000庫中的數(shù)據(jù)接收情況，從而有效縮短傳統(tǒng)的需要與監(jiān)控人員核對是否收到該信號所等待的時間。

（3）變電站遙信自動校驗系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)均來自WEB區(qū)，而WEB區(qū)的數(shù)據(jù)都源自安全I區(qū)。以此作為驗收過程的理論依據(jù)，將巧妙地解決驗收現(xiàn)場與主站端距離大而帶來的困難，利用強大的網(wǎng)絡(luò)，達到驗收零距離的效果。為調(diào)度控制中心主站端人員在整個驗收工作中提供便捷。

（4）主站端所有與MIS網(wǎng)絡(luò)相連接的計算機均可安裝自動校驗系統(tǒng)軟件，并安裝Oracle數(shù)據(jù)庫的客戶端做好相應(yīng)配置，適應(yīng)現(xiàn)場多個設(shè)備間隔同時驗收信號的需要。

（5）所有驗收記錄（包含接收的具體時間，精確到s）均可以導(dǎo)出并保存處理?？朔鹘y(tǒng)驗收結(jié)果只有信號是否合格，缺少詳細的信號接收時間所帶來的不足。從管理層面上，可以形成對現(xiàn)有驗收制度的有效完善。

（6）自動校驗系統(tǒng)能有針對性的直接驗證需要核對的多組信號，依靠計算機程序校驗輔助工作人員驗收，有效提高了驗收信號的正確率。

應(yīng)用自動校驗系統(tǒng)之前，驗收新投運變電站遙信的時間如表1所示。

2011年11月至2011年12月，使用自動校驗系統(tǒng)之后驗收新投運變電站遙信的時間如表2所示。

由表1和表2的數(shù)據(jù)可知，重復(fù)校驗時間T1比例從90%下降到47%，從而大大提高了驗收工作的效率。

表1 傳統(tǒng)驗收時間統(tǒng)計

表2 使用自動校驗系統(tǒng)之后驗收時間統(tǒng)計

4 結(jié)束語

綜上所述，調(diào)度控制人員配合變電站現(xiàn)場人員在校驗信號時，結(jié)合變電站遙信功能自動校驗系統(tǒng)作為輔助工具來完成驗收工作，會大大解放驗收雙方的勞動力，并且在保證驗收質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高了工作效率。在運行管理方面，變電站遙信功能自動校驗系統(tǒng)將成為對現(xiàn)有信號驗收管理的有效完善和補充，并具備實際的推廣意義。

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