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(tǒng)完成變電站內(nèi)各種操作的防誤閉鎖，實現(xiàn)智能變電站防誤閉鎖的強制性和全面性要求，并實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)站內(nèi)模型信息共享，監(jiān)控系統(tǒng)與防誤閉鎖系統(tǒng)信息交互免配置。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖：

系統(tǒng)根據(jù)IEC61850標準三層架構(gòu)體系構(gòu)建，由站控層防誤主機，間隔層智能防誤裝置，過程層智能閉鎖單元、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(guī)范，主要功能特點如下：

4.1系統(tǒng)信息共享

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

4.2防誤閉鎖全面性

系統(tǒng)根據(jù)IEC61850標準三層架構(gòu)體系構(gòu)建，將基于IEC61850標準的智能變電站防誤閉鎖系統(tǒng)劃分為三層，即站控層防誤主機，實現(xiàn)站控層防誤;間隔層智能防誤裝置以IEC61850標準設(shè)計，能夠?qū)ξ宸乐鳈C和監(jiān)控系統(tǒng)提供設(shè)備操作的所有五防功能，包括順控功能，實現(xiàn)間隔層防誤。過程層基于GOOSE通信的智能閉鎖單元、過程層傳統(tǒng)鎖具實現(xiàn)過程層防誤。并預(yù)留集控防誤和防誤延伸產(chǎn)品接口。

4.3防誤閉鎖強制性

為防止過程層網(wǎng)絡(luò)GOOSE報文錯誤或監(jiān)控系統(tǒng)未經(jīng)防誤系統(tǒng)解鎖直接操作智能電動開關(guān)設(shè)備而可能導(dǎo)致的誤操作，在過程層上設(shè)置支持GOOSE服務(wù)的智能閉鎖單元，實現(xiàn)防誤閉鎖的強制性要求，智能閉鎖單元通過將常開接點串接于一次設(shè)備遙控跳合閘回路實現(xiàn)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(qū)動常開接點閉合，解鎖相關(guān)設(shè)備。智能閉鎖單元也支持就地操作時使用電能鑰匙對其進行解閉鎖操作。

另外對電動設(shè)備的操作機構(gòu)、匯控柜以及臨時接地線、網(wǎng)(柜)門等不能進行電動操作的設(shè)備，加裝機械和電氣鎖具，通過電腦鑰匙對其進行解閉鎖操作。

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(jiān)控系統(tǒng)配合完成，智能防誤閉鎖裝置具有良好的互操作性和開放性，本身融合了從權(quán)限管理、唯一操作權(quán)限管理、模擬預(yù)演、實時邏輯判定、閉鎖元件五個方面完整地實現(xiàn)了對設(shè)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(jiān)控主機上調(diào)用指令票，指令票經(jīng)系統(tǒng)分析后，發(fā)送給受控站的智能防誤裝置進行邏輯驗證。驗證結(jié)果返回到監(jiān)控主機進行人工確認，確認通過后，由監(jiān)控主機自動實現(xiàn)控制操作。過程：監(jiān)控主機把要操作的設(shè)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，進行實時防誤邏輯驗證，通過后，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(jiān)控主機發(fā)送允許操作指令，監(jiān)控主機接收到指令后向間隔層的測控裝置下達遙控執(zhí)行命令。遙控操作完成后，智能防誤閉鎖裝置主動對智能閉鎖單元下達閉鎖操作命令，恢復(fù)閉鎖。如此自動順序進行，直到操作結(jié)束。如果操作過程出現(xiàn)事故或異常，系統(tǒng)自動停止，由運行人員干預(yù)處理。

6.監(jiān)控中心的功能

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

7.方案的優(yōu)越性

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

間隔層智能防誤裝置不但可以實現(xiàn)間隔層的防誤，把測控裝置之間的相互通信實現(xiàn)的閉鎖，轉(zhuǎn)化為由智能防誤裝置來實現(xiàn)，減輕了系統(tǒng)的復(fù)雜程度和不同廠家測控互連的難度，以及邏輯變化后或增加間隔層后維護的難度，還可以實現(xiàn)順控的防誤閉鎖功能。

不僅可以實現(xiàn)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)無縫融入到全站的防誤系統(tǒng)中，而且還可以方便的接入集控防誤系統(tǒng)，有效地降低了系統(tǒng)造價，避免重復(fù)投資，提高投入產(chǎn)出比。

8.總結(jié)

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(tǒng)在各層保持獨立性的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了不同層次的全面閉鎖，包含站控層、監(jiān)控中心/集控中心的順控操作防誤。智能閉鎖單元和常規(guī)鎖具的使用實現(xiàn)了過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施驗證，得到用戶的高度好評，是目前全面而完善的智能化變電站防誤閉鎖系統(tǒng)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(guī)定》。

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

[3]《國家電網(wǎng)公司2011年新建變電站設(shè)計補充規(guī)定》。