智能变电站的高级智能应用技术发展给顺控操作的推广和使用提供了一个崭新的平台。顺控操作通过倒闸操作程序化、可视化监视等科技手段,使用经过可靠验证的操作逻辑,将人为误操作降低到最低限度,同时可以提高倒闸操作效率。为解决电网迅速发展造成的变电值班员紧缺,迅速推动运维一体化业务实施,规避作业风险和提高了系统安全运行水平,起到了非常重要的作用。
1变电站隔离开关顺序控制现状
常规变电站的顺序控制技术研究主要面向已实现调控一体化的无人值班站,顺控技术的实现主要依托调控主站与变电站的通信和变电站综合自动化系统对站内一二次设备的遥控操作,其顺控框架的基本逻辑。
通过人机交互模块下达顺控操作指令后,系统从操作票模块中生成操作票,经人工确认操作票内容和顺序后,在顺序控制模块中生成相应的操作指令并经通信模块依次下达到变电站,实现远方操作,每一操作步骤在操作前后,都由安全校核模块对操作准备条件和操作完成情况进行校核,通过安全校核后才能继续操作,直至操作全部完成。
在变电站常见的线路停复电、倒母线、主变停送电等操作中,对隔离开关的操作比重超过所有操作的三分之一,公司操作票业务指导书中要求“采用电动方式操作隔离开关后,必须断开隔离开关操作机构电源”(通常断电机电源空气开关),但由于目前变电站没有隔离开关操作机构电源远方操作功能的设计标准,导致所有需要操作隔离开关的顺序控制无法全自动完成,,大部分针对顺控操作的研究没有覆盖隔离开关电机电源空开的远方操作。
2顺序控制技术应用中存在的问题
2.1电气设备实际位置的判定
现阶段,顺序控制操作所使用的电气设备位置信息均根据设备的辅助接点上传的位置信号来判定其实际位置。断路器的实际位置状态由其辅助接点通过测控装置上送至后台监控系统,隔离开关的防误操作也是在其控制回路中串接断路器的常开辅助接点来实现。当断路器执行由运行转为检修的顺序控制操作过程中,如果出现断路器的“假分”状态,即断路器主触头未断开而其辅助接点的位置继电器放电向后台监控反馈信息为断路器已断开,则会导致带电误合接地开关的恶性误操作事故。按照《国家电网公司电力安全工作规程(变电部分)》要求,当无法看到设备实际位置时,电气设备的实际位置应有两个及以上的间接指示发生相应(一致)变化,才可判定设备的实际状态。目前,缺少断路器分合操作后判断其实际位置的第二种判据是影响顺序控制操作可靠性的主要制约因素。
2.2异常状况退出
目前,顺序控制的异常处理全靠人工干预,当出现异常时,操作人员将顺序控制模块强制退出以保证操作的安全。由于顺序控制模块对操作过程中所发生的异常或事故没有判断能力,导致在操作过程中无法做出快速响应。因此,通过相关技术手段增加顺序控制对异常或事故的判断能力,可以增强顺序控制的实用性。
2.3典型顺序控制操作票的灵活性
由于顺序控制的典型操作票是固化到顺序控制模块当中的,在使用时直接调用不再填写操作票。在执行某些操作时,可能不用执行整张顺序控制票的全部内容,只需要执行其中的几步或部分操作,但由于投入使用后的顺序控制操作典型票无法修改或重新填写,降低了顺序控制操作的实用性和灵活性。
3隔离开关电机电源远方操作方案
3.1顺控按钮式的一键化操作
一键化操作能够按照设备间隔运行方式设定好的各种典型操作票进行操作(运行-热备用、热备用-冷备用、冷备用-检修、运行-冷备用、运行-检修等),顺控操作票一经试验、审批合格后,运行人员在调用中不需修改,直接选取对应的设备及运行方式即可进行操作。涉及多间隔的典型操作票的组合,变电站可采取人工操作与顺控结合、状态转换方式相互结合方式执行。如220kV线路由运行转检修,由于调度分为热备用、冷备用、检修3种状态下达调度命令,现场根据调度命令分别进行3次顺控组合完成线路转检修操作。执行一键化操作,一方面大大降低了操作中的人为因素影响,提高了操作的可靠性;另一方面也大大缩短了操作时间和系统运行方式变换时间,提高了操作效率和系统可靠性。
3.2电气设备实际位置的第二种判据
断路器分合之后,线路负荷电流的突然变化是最直接的电气量判据,根据变化率设置顺序控制的判断条件完全可以满足设备实际位置判断的需要。
断路器分闸时,线路负荷电流由一定的数值变为0;断路器合闸时,线路负荷电流由0变为一定的数值,再加上现有断路器辅助接点所反馈的断路器实际位置信息就可以判定断路器的实际位置。
3.3电气设备实际位置的“人眼识别”
以上第二种判据的获取方案只能解决断路器的实际位置判断,仍然无法有效解决隔离开关的位置判断问题。而且当线路空载或负荷电流较小(1~10A)时,断路器的位置判断也不准确。为此,介绍另外一种方案—“人眼识别”。
随着电子技术的发展“人眼识别”装置得到广泛应用,利用摄像头自动读取设备的实际位置,经通信协议转换后上传至顺序控制模块,解决了设备的实际位置读取问题。
3.4顺序控制操作的异常退出问题修正
操作过程中出现异常时,如果能及时终止顺序控制将极大提高顺序控制的实用性,可以采取以下两种方案以避免事故或异常状态下的顺序控制操作。方案一:根据运行经验,在比较重要的操作之后设置暂停,当顺序控制执行完该步操作后系统将自动暂停,以保证运维人员有足够检查和确认设备状态的时间。在第3步和第5步操作之后增加了暂停标志,即顺序控制系统在执行完该步操作之后系统暂停,等待操作人员确认设备状态后由操作人员决定是否进行后续操作,有助于顺序控制操作后的设备状态检查,能够保证操作的安全性。方案二:在顺序控制系统中设定“敏感字”。顺序控制系统实时读取设备的遥信报文信息,当报文中出现“事故总”、“异常”、“跳闸”等信息时顺序控制模块自动终止当前操作,并发出报警信息提示操作人员。
结语
在实现调控一体化的常规变电站完成隔离开关电机电源空气开关远程控制的改造后,明显增加了调控主站对变电站的顺序控制范围,让大部分倒闸操作都能程序化、自动化实现,在顺序控制进一步的推进中,还需要规范二次空开的远程控制回路设计,同时也需要完善监控技术和传感技术,将更真实、可靠的变电站设备动作数据反馈至调控主站以应对由远程控制带来的电网风险,逐渐提高顺序控制的安全性、可靠性和规范性。
参考文献
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