一種變電站測控防誤閉鎖邏輯智能校驗裝置的設計

郗傳鑫　陳聰　章瑋明　徐鵬　郝璐

摘要：為了提高變電站測控防誤閉鎖邏輯校驗工作的效率和質量，提出了一種適用于常規(guī)變電站的測控防誤閉鎖邏輯智能校驗裝置的設計方案。該方案能夠實現(xiàn)閘刀/地刀/開關的自動置位以及閉鎖接點的自動測量，根據(jù)閉鎖接點通斷的測量結果即可判斷防誤閉鎖邏輯的正確性。同時，基于物聯(lián)技術實現(xiàn)了間隔間閉鎖邏輯的自動校驗。現(xiàn)場實際測試表明，相比于傳統(tǒng)校驗方法，該方案校驗時間短，自動化程度高，具有較高的推廣應用價值。

關鍵詞：測控;防誤閉鎖邏輯;置位;閉鎖接點;物聯(lián)

0 引言

變電站防誤閉鎖邏輯用于保障運行人員倒閘操作的正確性，防止電氣誤操作的發(fā)生。在變電站中應用的防誤閉鎖包括機械閉鎖、電氣回路閉鎖、微機五防閉鎖和間隔層閉鎖[1-3]。其中，間隔層閉鎖主要由測控裝置實現(xiàn)。因此，在涉及測控裝置更換或新增的綜合自動化改造、間隔擴建工程中，驗證測控防誤閉鎖邏輯的正確性成為運行人員和檢修人員工作中至關重要的一環(huán)。

目前，測控裝置的防誤閉鎖邏輯校驗主要有兩種方法。一種是直接對一次設備進行“擺狀態(tài)”，即通過操作閘刀/地刀/開關改變其實際狀態(tài)，通過測量測控閉鎖接點的通斷（當防誤閉鎖邏輯條件滿足時，閉鎖接點導通，否則接點關斷）或查看測控裝置閉鎖邏輯結果來判斷其防誤閉鎖邏輯的正確性。這種方法簡單易操作，但需要直接改變一次設備狀態(tài)，而一次設備是否能夠操作具有不確定性，特別是母線閘刀受母線帶電情況影響不能合閘，局限性較大。另一種則是在測控裝置上對一次設備進行“擺狀態(tài)”，即通過在測控屏后端子排短接遙信正電與閘刀/地刀位置遙信開入接點來進行人工置位，改變閘刀/地刀狀態(tài)，用萬用表測量測控閉鎖接點的通斷或查看測控裝置閉鎖邏輯結果來判斷校驗閉鎖邏輯的正確性。這種方法不受一次設備狀態(tài)的影響，適用范圍廣，也是現(xiàn)場常用的方法，但需要反復短接閘刀/地刀遙信開入接點，重復工作量大，自動化程度低。此外，不同廠家的測控裝置，其閉鎖邏輯結果查看界面顯示不同，有些甚至無法直觀判斷邏輯結果的正確性，需要廠家人員輔助判斷，而且測控裝置的閉鎖邏輯驗證需要運行人員與檢修人員共同完成，要求必須熟知防誤閉鎖邏輯關系，對人員專業(yè)素質要求也較高。

文獻[4]依托智能監(jiān)控平臺設計了一套變電站防誤閉鎖邏輯可視化校驗系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)全站的防誤閉鎖邏輯可視化展示與在線仿真模擬校核，但其主要針對站控層微機五防閉鎖邏輯的校核，未設計間隔層閉鎖邏輯校核;文獻[5]提出了一種檢驗智能高壓開關閉鎖邏輯的網(wǎng)絡化控制新方法，該方法以智能高壓開關實際運行時的閉鎖邏輯判斷流程為依據(jù)，通過61850報文模擬和分析技術自動完成閉鎖邏輯的校驗，但其未對閘刀/地刀的閉鎖邏輯進行校驗，且僅適用于智能站;國網(wǎng)四川省電力有限公司專利“一種變電站防誤閉鎖邏輯智能驗收系統(tǒng)”（專利號：CN106383958B）提出了一種對變電站微機防誤系統(tǒng)邏輯公式檢驗，并實現(xiàn)自動檢查驗收的系統(tǒng)，但不適用于間隔層防誤邏輯的驗收[6]。

基于此，本文提出了一種適用于常規(guī)變電站的測控防誤閉鎖邏輯智能校驗裝置的設計方案，能夠實現(xiàn)閘刀/地刀/開關的自動置位以及閉鎖接點的自動測量，根據(jù)測量結果即可判斷閉鎖邏輯的正確性，同時，基于物聯(lián)技術，實現(xiàn)了裝置之間互聯(lián)，從而實現(xiàn)了間隔間閉鎖邏輯的自動校驗。

1 測控防誤閉鎖邏輯智能校驗方案設計

測控防誤閉鎖邏輯可分為間隔內閉鎖和間隔間閉鎖[7]。間隔內閉鎖邏輯即本間隔內閘刀與地刀之間的閉鎖邏輯;而間隔間閉鎖即本間隔母線閘刀與母線地刀之間，以及倒母邏輯中母線閘刀與母聯(lián)閘刀、母聯(lián)開關之間的閉鎖邏輯。對于間隔內閉鎖邏輯校驗，傳統(tǒng)校驗方法需要反復人工進行置位、測量閉鎖接點的通斷;而間隔間閉鎖邏輯則需要多人配合在不同測控屏之間進行置位、測量。

測控防誤閉鎖邏輯智能校驗方案無須人工反復進行置位，而是采用閘刀/地刀置位模塊按照閉鎖邏輯校驗觸發(fā)順序，依次觸發(fā)自動向測控裝置輸入激勵，實現(xiàn)閘刀/地刀/開關的自動置位;同時，智能校驗裝置中的閉鎖接點測量模塊在每一個相應閘刀/地刀/開關狀態(tài)下測量所有閉鎖接點的通斷，依據(jù)閉鎖接點通斷情況，分析判斷測控裝置內配置的防誤閉鎖邏輯是否正確，實現(xiàn)間隔內閉鎖邏輯自動校驗。對于間隔間閉鎖邏輯校驗，智能校驗裝置通過物聯(lián)模塊實現(xiàn)裝置之間互聯(lián)通信，一臺裝置在母設/母聯(lián)測控屏，一臺裝置在間隔測控屏，通過裝置之間程序互相觸發(fā)進行置位測量，從而實現(xiàn)間隔間閉鎖邏輯自動校驗。具體流程如圖1所示。

2 測控防誤閉鎖邏輯智能校驗裝置的模塊化設計

測控防誤閉鎖邏輯智能校驗裝置主要分為閘刀/地刀/開關置位模塊、閉鎖接點測量模塊、物聯(lián)模塊和控制器模塊。

2.1 ? ?閘刀/地刀/開關置位模塊

由前述可知，閘刀/地刀/開關人工置位本質為開關量的觸發(fā)，本文采用光耦繼電器實現(xiàn)開關量的觸發(fā)[8]。光耦繼電器是一種常用的固態(tài)繼電器，內部使用非機械部件，可在沖擊環(huán)境下穩(wěn)定運行，可靠性高;其切換速度較快，且利用光特性實現(xiàn)可靠隔離，可實現(xiàn)無觸點開關的功能。

開關量觸發(fā)回路的設計如圖2所示。外部接線分別為測控裝置遙信正電與閘刀/地刀/開關位置遙信輸入端子，觸發(fā)光耦繼電器實現(xiàn)測控裝置遙信正電與閘刀/地刀/開關位置遙信輸入端子的導通，從而實現(xiàn)自動輸入激勵置位。

2.2 ? ?閉鎖接點測量模塊

由于閉鎖接點一般只存在兩種狀態(tài)——導通和關斷，因此，根據(jù)兩種狀態(tài)的不同特性，設計閉鎖接點測量回路，如圖3所示。裝置的IN和COM端分別連接閉鎖接點的兩端（K1GB1、882），通過控制裝置內小開關，實現(xiàn)在閉鎖接點K1GB1側施加電壓。當閉鎖接點處于導通狀態(tài)時，COM端即產(chǎn)生110 V的直流電壓，驅動電路導通，電壓經(jīng)兩個分壓電阻R1和R2進行分壓，再經(jīng)過光耦隔離器對強電回路進行隔離，控制弱電回路將電壓信號輸入控制器進行測量;反之，當閉鎖接點處于關斷狀態(tài)時，COM端不會產(chǎn)生110 V的直流電壓，據(jù)此可以判斷閉鎖接點的通斷。其中二極管D1可防止輸入端因反偏電壓過大而損壞，并聯(lián)電容可減少信號的干擾。三極管Q1為開關元件，而QP1則為高速光耦隔離器。