智能化變電站防誤閉鎖技術(shù)探討

4.智能化變電站防誤閉鎖

智能化變電站防誤閉鎖系統完成變電站內各種操作的防誤閉鎖，實(shí)現智能變電站防誤閉鎖的強制性和全面性要求，并實(shí)現與監控系統站內模型信息共享，監控系統與防誤閉鎖系統信息交互免配置。系統架構如下圖：

系統根據IEC61850標準三層架構體系構建，由站控層防誤主機，間隔層智能防誤裝置，過(guò)程層智能閉鎖單元、機械和電氣鎖具及閉鎖附件，以及電腦鑰匙等組成。防誤主機、智能防誤裝置、層智能閉鎖單元之間采用的均為IEC61850規范，主要功能特點(diǎn)如下：

4.1系統信息共享

由于智能化變電站各設備及系統之間數據交互采用統一的IEC61850標準，為防誤閉鎖裝置和自動(dòng)化裝置互聯(lián)與互操作性提供了技術(shù)依據，兩者之間的數據交互困難的問(wèn)題已經(jīng)不復存在，可以在誤閉鎖裝置獨立的基礎上實(shí)現信息統一和共享。實(shí)現方式：間隔層61850智能防誤裝置從監控系統獲得全站SCD文件，通過(guò)MMS服務(wù)直接從測控裝置或監控主機獲取五防邏輯需要的實(shí)遙性、遙測數據;間隔層智能防誤閉鎖裝置通過(guò)MMS服務(wù)為監控系統提供網(wǎng)門(mén)、地線(xiàn)等手動(dòng)設備的虛遙性。

4.2防誤閉鎖全面性

系統根據IEC61850標準三層架構體系構建，將基于IEC61850標準的智能變電站防誤閉鎖系統劃分為三層，即站控層防誤主機，實(shí)現站控層防誤;間隔層智能防誤裝置以IEC61850標準設計，能夠對五防主機和監控系統提供設備操作的所有五防功能，包括順控功能，實(shí)現間隔層防誤。過(guò)程層基于GOOSE通信的智能閉鎖單元、過(guò)程層傳統鎖具實(shí)現過(guò)程層防誤。并預留集控防誤和防誤延伸產(chǎn)品接口。

4.3防誤閉鎖強制性

為防止過(guò)程層網(wǎng)絡(luò )GOOSE報文錯誤或監控系統未經(jīng)防誤系統解鎖直接操作智能電動(dòng)開(kāi)關(guān)設備而可能導致的誤操作，在過(guò)程層上設置支持GOOSE服務(wù)的智能閉鎖單元，實(shí)現防誤閉鎖的強制性要求，智能閉鎖單元通過(guò)將常開(kāi)接點(diǎn)串接于一次設備遙控跳合閘回路實(shí)現強制閉鎖，智能閉鎖單元只有在接收到智能防誤裝置的允許解鎖GOOSE消息，才驅動(dòng)常開(kāi)接點(diǎn)閉合，解鎖相關(guān)設備。智能閉鎖單元也支持就地操作時(shí)使用電能鑰匙對其進(jìn)行解閉鎖操作。

另外對電動(dòng)設備的操作機構、匯控柜以及臨時(shí)接地線(xiàn)、網(wǎng)(柜)門(mén)等不能進(jìn)行電動(dòng)操作的設備，加裝機械和電氣鎖具，通過(guò)電腦鑰匙對其進(jìn)行解閉鎖操作。

4.4順控操作

順控操作由間隔層61850智能防誤閉鎖裝置和監控系統配合完成，智能防誤閉鎖裝置具有良好的互操作性和開(kāi)放性，本身融合了從權限管理、唯一操作權限管理、模擬預演、實(shí)時(shí)邏輯判定、閉鎖元件五個(gè)方面完整地實(shí)現了對設備操作的防誤功能。

5.受控站的功能

接受到操作任務(wù)后，首先在受控站的監控主機上調用指令票，指令票經(jīng)系統分析后，發(fā)送給受控站的智能防誤裝置進(jìn)行邏輯驗證。驗證結果返回到監控主機進(jìn)行人工確認，確認通過(guò)后，由監控主機自動(dòng)實(shí)現控制操作。過(guò)程：監控主機把要操作的設備向智能防誤閉鎖裝置發(fā)送解鎖請求，智能防誤閉鎖裝置接收到解鎖請求后，進(jìn)行實(shí)時(shí)防誤邏輯驗證，通過(guò)后，對智能閉鎖單元下達解鎖操作命令，智能閉鎖單元解鎖成功后，智能防誤裝置向監控主機發(fā)送允許操作指令，監控主機接收到指令后向間隔層的測控裝置下達遙控執行命令。遙控操作完成后，智能防誤閉鎖裝置主動(dòng)對智能閉鎖單元下達閉鎖操作命令，恢復閉鎖。如此自動(dòng)順序進(jìn)行，直到操作結束。如果操作過(guò)程出現事故或異常，系統自動(dòng)停止，由運行人員干預處理。

6.監控中心的功能

接受到操作任務(wù)后，首先在調度中心的監控主機上調用指令票，此指令票發(fā)送到受控站的遠動(dòng)裝置，由受控站的遠動(dòng)裝置進(jìn)行操作步驟分解。然后發(fā)送給受控站的智能防誤閉鎖裝置進(jìn)行邏輯驗證，驗證通過(guò)后受控站的遠動(dòng)裝置把操作步驟上送到調度中心監控主機進(jìn)行人工確認。確認通過(guò)后，由受控站的遠動(dòng)裝置自動(dòng)實(shí)現控制操作。過(guò)程同受控站，兩者不同在于監控系統的執行對象發(fā)生了變化，由受控站的監控主機變成了遠動(dòng)裝置。

7.方案的優(yōu)越性

防誤系統獨立運行，對其他設備的運行無(wú)影響，在其它電氣設備或系統故障時(shí)，仍可完成防誤閉鎖功能。

間隔層智能防誤裝置不但可以實(shí)現間隔層的防誤，把測控裝置之間的相互通信實(shí)現的閉鎖，轉化為由智能防誤裝置來(lái)實(shí)現，減輕了系統的復雜程度和不同廠(chǎng)家測控互連的難度，以及邏輯變化后或增加間隔層后維護的難度，還可以實(shí)現順控的防誤閉鎖功能。

不僅可以實(shí)現其他防誤周邊產(chǎn)品(高壓帶電顯示閉鎖裝置、接地管理裝置、智能鑰匙管理機等)無(wú)縫融入到全站的防誤系統中，而且還可以方便的接入集控防誤系統，有效地降低了系統造價(jià)，避免重復投資，提高投入產(chǎn)出比。

8.總結

上述方案從防誤操作的強制性與全面性原則出發(fā)，防誤系統在各層保持獨立性的基礎上，實(shí)現了不同層次的全面閉鎖，包含站控層、監控中心/集控中心的順控操作防誤。智能閉鎖單元和常規鎖具的使用實(shí)現了過(guò)程層操作防誤的強制閉鎖功能。此方案在部分智能變電站得到實(shí)施驗證，得到用戶(hù)的高度好評，是目前全面而完善的智能化變電站防誤閉鎖系統解決方案。

參 考 文 獻

[1]國家電網(wǎng)公司《防止電氣誤操作安全管理規定》。

[2] 國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準《智能變電站技術(shù)導則》。

[3]《國家電網(wǎng)公司2011年新建變電站設計補充規定》。