智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)防止電氣誤操作功能的實(shí)現(xiàn)

方瀚　張叢勃　馮偉

摘??要：隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)階段更多的變電站應(yīng)用了智能監(jiān)控系統(tǒng)。在變電站的基本操作和控制過程中，要注意誤操作現(xiàn)象，這也是變電站操作控制的基本要求之一。避免誤分、誤合等誤操作。這些防止電氣誤操作功能的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用，極大的保障了變電站的運(yùn)行安全和運(yùn)行穩(wěn)定，但其中也會(huì)存在一定的不足和有待完善之處，例如需要增加更多的設(shè)備和零部件等，以此會(huì)增加相應(yīng)的操作難度。本文對智能變電站的監(jiān)控系統(tǒng)防止電氣誤操作功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：智能變電站;監(jiān)控系統(tǒng);防止電氣誤操作;功能實(shí)現(xiàn)

一、系統(tǒng)三層架構(gòu)分析

對于智能變電站來說，其中監(jiān)控系統(tǒng)防止誤操作由站控層、過程層和間隔層組成的防誤閉鎖組成，以此能夠?yàn)樽冸娬咎峁┒嗉?jí)并且綜合性的防誤閉鎖。所提到的三層控制系統(tǒng)之間的防誤操作互相獨(dú)立，又互相補(bǔ)充，以此使得若是其中一項(xiàng)存在故障不能正常工作，也不會(huì)影響其他兩項(xiàng)的正常工作。最終確保智能變電站的操作安全和運(yùn)行穩(wěn)定。

（一）站控層防誤操作

對于站控層的防誤操作來說，一般可以借助監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)，或者也可以借助采用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，具體是將防誤操作的相關(guān)功能模塊，嵌入到站控層的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部。使用MMS協(xié)議，通過對全站間隔層設(shè)備上的信息的采集，進(jìn)行相關(guān)具體防誤操作的邏輯運(yùn)算，基本的范圍包含有斷路器、接地開關(guān)以及網(wǎng)門和接地線等設(shè)備。最終實(shí)現(xiàn)對全站的防誤操作控制。

在站控層當(dāng)中，具備更加完善的人際操作界面，使得相應(yīng)的操作人員能夠借助更加直觀的圖形界面和相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息等進(jìn)行必要的監(jiān)控動(dòng)作執(zhí)行。重要的，關(guān)于相關(guān)操作指令的傳遞和發(fā)送，要在經(jīng)過一定的邏輯運(yùn)算和計(jì)算過后，才能被發(fā)送到間隔層當(dāng)中，而若是所提供的命令不滿足具體的防誤操作條件，則系統(tǒng)中的監(jiān)控主機(jī)就將發(fā)出警報(bào)并且閉鎖此項(xiàng)命令，進(jìn)而顯示相應(yīng)的提示信息于人機(jī)操作界面當(dāng)中。從而根據(jù)相應(yīng)的提示和警報(bào)信息，操作人員會(huì)明確此項(xiàng)命令或者操作不符合條件。

（二）間隔層防誤操作

間隔層的防誤操作一般是由間隔層的測控裝置實(shí)現(xiàn)。具體對于間隔層的防誤操作過程，基本在于本層之間的儲(chǔ)存設(shè)備儲(chǔ)存相應(yīng)的閉鎖控制邏輯程序和算法，之后將采集到的信號(hào)等進(jìn)行處理，這當(dāng)中包含設(shè)備的狀態(tài)信息、動(dòng)作信息以及電壓和電流等的信息，以根據(jù)GOOSE協(xié)議通過以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸，使得其他設(shè)備能夠接受到相應(yīng)的信號(hào)，也與此同時(shí)，通過以太網(wǎng)和GOOSE協(xié)議接受到其他設(shè)備所發(fā)出的間隔信號(hào)，以此進(jìn)行相應(yīng)被控設(shè)備的防誤操作判斷。因此，對于對設(shè)備進(jìn)行的防誤閉鎖的控制操作過程，是結(jié)合測控裝置邏輯中包含的本間隔和跨間隔的相關(guān)閉鎖條件。

在正常的工作狀態(tài)之下，測控裝置所要完成的基本操作都會(huì)符合相應(yīng)的防誤操作條件，并且同時(shí)上傳和顯示進(jìn)行防誤操作判斷的結(jié)果和信息等。這當(dāng)中，在當(dāng)接收不到相應(yīng)的間隔信息之后，例如網(wǎng)絡(luò)中斷原因所導(dǎo)致信息不能夠及時(shí)的傳遞等，從而信息就不具備相應(yīng)的時(shí)效性和有效性，此時(shí)的判斷和校驗(yàn)等將不會(huì)通過。

（三）過程層防誤操作

過程層的防誤操作屬于變電站當(dāng)中不可缺少的重要組成部分，基本是由設(shè)備的單元電器防誤閉鎖、機(jī)械防誤閉鎖和智能終端以及必要的防誤鎖具等組成，對于間隔內(nèi)設(shè)備的防誤閉鎖來說，其是由設(shè)備的單元電器閉鎖或者機(jī)械閉鎖進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。與此同時(shí)，還有相應(yīng)的防誤電磁鎖具控制操作設(shè)備、網(wǎng)門和臨時(shí)接地線等設(shè)備，此是通過手動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)。

二、IEC61850通信接口

由于IEC61850通信接口的標(biāo)準(zhǔn)并沒有設(shè)置規(guī)范的防誤閉鎖功能，也沒有對不同IED之間的防誤信息交換等進(jìn)行規(guī)范和明確，從而為了使得不同裝置之間能夠更加方面的對信息等進(jìn)行采集和處理，并最終方便互操作，則就需要在IEC61850通信接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上做好測控裝置的控制接口以及防誤功能的模型建立。

在當(dāng)斷路器和相應(yīng)的隔離開關(guān)等一次控制對象一般會(huì)采用CSWI建模，從而對于站控層設(shè)備對于間隔層設(shè)備進(jìn)行遙控時(shí)，就需要相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)定義的控制服務(wù)類型參數(shù)的聯(lián)鎖位置1，至此是對于需要滿足防誤閉鎖條件的一種表示。因此在當(dāng)不滿足相應(yīng)的條件時(shí)，測控裝置還會(huì)對自身的解鎖和聯(lián)鎖狀態(tài)進(jìn)行判斷。具體在于當(dāng)設(shè)備處于解鎖位置時(shí)，則不會(huì)進(jìn)行防誤操作的判斷，而當(dāng)設(shè)備處于聯(lián)鎖位置時(shí)，則就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的防誤閉鎖判斷。

防誤操作的主要功能是采用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中定義的CILO邏輯節(jié)點(diǎn)模型，對于這一模型的定義來說，其對防誤操作的邏輯判別和結(jié)果輸出等進(jìn)行了抽象化的展現(xiàn)。以此所建立的CILO實(shí)例是與防誤控制對象相對應(yīng)的。在由于標(biāo)準(zhǔn)中定義的CILO尚未完全滿足防誤操作的閉鎖功能需求，以此需要對其進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)充，具體增加LckMod和EnaOp兩個(gè)元素，

三、功能實(shí)現(xiàn)的驗(yàn)收方法

對于智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的防誤操作來說，基本包含兩個(gè)方面三層之間的閉鎖關(guān)系：一方面是三層架構(gòu)控制層之間的聯(lián)鎖關(guān)系，即三層之間的條件同時(shí)滿足，相應(yīng)電氣設(shè)備的控制回路才會(huì)開放;另一方面是三層相互獨(dú)立，即其中任一層防誤出現(xiàn)故障而無法正常使用和運(yùn)行，則其他兩層不會(huì)受到影響。

從而為了保障各層之間的防誤操作的正確性和穩(wěn)定性，就需要對每一層進(jìn)行分別驗(yàn)收。另外需要注意在運(yùn)維過程中的注意事項(xiàng)，具體在于只有各個(gè)系統(tǒng)防誤操作完成驗(yàn)收之后，才能夠投入使用，并且要對設(shè)計(jì)圖紙以及設(shè)備等的信息進(jìn)行保存，以此方便后期的維護(hù)和管理。

（一）防誤邏輯表的審核

先是對邏輯表的正確性進(jìn)行審核，具體在于相應(yīng)邏輯表要符合規(guī)定和規(guī)范，并滿足各類運(yùn)行方式的具體要求，并保障設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下保持安全。值得注意的是，三層之間的邏輯需要保持一致，規(guī)避存在沖突現(xiàn)象。

（二）防誤驗(yàn)收表的編制

對于需要進(jìn)行編制的防誤驗(yàn)收表來說，其應(yīng)該包含基本的所有設(shè)備的閉鎖信息，并在驗(yàn)收過程中根據(jù)相應(yīng)表格事項(xiàng)進(jìn)行填寫，注意規(guī)劃漏項(xiàng)。

（三）三層防誤系統(tǒng)的調(diào)試

在當(dāng)三層防誤系統(tǒng)驗(yàn)收完畢之后，需要?dú)q三層進(jìn)行聯(lián)合形式的調(diào)試，具體是將三層防誤系統(tǒng)全部投入使用之后，根據(jù)防誤驗(yàn)收表的詳細(xì)信息，對其進(jìn)行分別操作驗(yàn)收，從而驗(yàn)證三層防誤閉鎖的邏輯是否一致。

四、總結(jié)

智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)防止電氣誤操作的功能實(shí)現(xiàn)，一是能夠充分的結(jié)合技術(shù)的先進(jìn)性，提升智能變電站的運(yùn)行安全和運(yùn)行穩(wěn)定，二是能夠切實(shí)提高變電站自身的工作效率和工作質(zhì)量。以此對于未來智能變電站的發(fā)展來說有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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