CN103475104A - 综合自动化变电站的防误闭锁系统解锁屏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种综合自动化变电站的防误闭锁系统解锁屏，在现有采用监控防误系统的综合自动化设备的基础上稍加改动，在变电站自动化系统间隔层加装一块解锁操作屏，屏上针对站内存在跨间隔闭锁的每个测控装置设置一把一一对应的“联锁”和“解锁”双位置钥匙，其位置状态（联锁或解锁）作为一组双位置遥信开入屏内解锁测控单元，把该遥信作为一个新条件参与相关设备的五防逻辑判断。通过在变电站防误系统中增加变电站防误操作系统解锁屏，不仅可以解决改扩建工程中的验收问题和变电站综合自动改造过程中面临的新旧防误系统混用的难题，还可以减少倒闸操作过程中解锁操作的频次。

Description

综合自动化变电站的防误闭锁系统解锁屏

技术领域

本发明涉及一种综合自动化变电站的防误闭锁系统解锁屏。

背景技术

目前变电站防误系统大多采用“计算机监控系统的逻辑闭锁＋电气闭锁”的防误系统形式，实现站内、站间完善防误操作闭锁功能。实际运行过程中，一方面，伴随着自动化设备数量的增加和运行寿命的增长，自动化设备特别是间隔层设备出现问题或者设备遥信辅助接点不到位的频率逐步增加；另一方面，变电站改、扩建工程，特别是变电站综合自动化改造也呈逐步增加趋势，而改扩建工程需要验证闭锁回路正确性。由于监控闭锁具有完善的全站性逻辑闭锁功能，监控防误系统为全站性逻辑，存在跨间隔问题。一旦出现上述两种状况，要么会导致相关联间隔设备不能正常操作，只能申请解锁操作；要么受停电范围的影响，扩建间隔或综自改造间隔五防闭锁不能完整的验证（理论上，通常采用短接线在运行设备测控屏后短接端子实现运行设备的遥信变位，但误操作危险也很大，一般值班员为谨慎起见不敢这样做），为以后的运行管理留下安全隐患。

图1为典型的刀闸操作回路原理图，图中LD为刀闸远近控切换开关，PC、PO为刀闸近控操作按钮，L为刀闸手摇操作电磁锁。

其中，计算机监控系统具有完善的全站性逻辑闭锁功能，除判别本间隔电气回路的闭锁条件外，还必须对其它跨间隔的相关闭锁条件进行判别；就地电气闭锁因一次设备不同而略有差异，对敞开式设备为本设备间隔电气闭锁；对组合电器设备，为完善的电气闭锁。所以，间隔层自动化设备是变电站防误闭锁的中枢，应该尽量避免测控防误系统退出运行。

从图中可以看出，无论是在刀闸机构箱内电动操作还是手动操作，抑或是远方测控上或监控计算机上遥控操作，都必须同时满足“计算机监控系统的逻辑闭锁＋电气闭锁”闭锁条件。

目前运行过程中，电气闭锁出现异常时，可以单独电气解锁钥匙解除其闭锁；同样，当测控单元出现异常时，可以通过测控解锁钥匙解除其闭锁（分为硬接点解锁和逻辑解锁两种）。

按照传统的设计，无论是电气防误系统还是测控防误系统出现问题导致操作不能顺利继续时，都需要解锁操作，导致变电站解锁操作的频次将逐步增加，而防误闭锁装置是防止误操作的重要技术手段，一旦失效，倒闸操作就失去了最后一道防线。统计表明，大部分误操作是在防误系统功能缺失的情况下发生的。因此，应该采取措施减少解锁操作的频次和范围，变电站防误操作系统解锁屏就可以实现这点。

同时，在改扩建工程中，一旦出现一次、二次设备施工不同步，将导致防误闭锁的验收不能顺利实施，这又反过来造成防误系统验收不完整，隐患增多而导致解锁操作进一步增加，从而降低防误系统在运维人员心中的地位，使得误操作更加容易发生。

发明内容

为了克服以上不足，本发明提供了一种综合自动化变电站防误操作系统解锁屏，通过在变电站防误系统中增加变电站防误操作系统解锁屏，不仅可以解决改扩建工程中的验收问题，还可以减少倒闸操作过程中解锁操作的频次。

本发明的主要技术内容如下：

在现有采用监控防误系统的综合自动化设备的基础上稍加改动，在间隔层增加一组测控设备就可以解决上述难题。在变电站自动化系统间隔层加装一块解锁操作屏，解锁操作屏上针对站内存在跨间隔闭锁的每个测控装置设置一把一一对应的“联锁”和“解锁”双位置钥匙，其位置状态（联锁或解锁）作为一组双位置遥信开入解锁操作屏内解锁测控单元，把该遥信作为一个新条件参与相关设备的五防逻辑判断。正常情况下，变电站所有间隔解锁屏上对应的钥匙均置于“联锁”位置，此时所有设备根据其真实状态参与其它设备的跨间隔闭锁逻辑判断；当某间隔对应钥匙置于“解锁”状态时，与之有闭锁关系的设备的倒闸操作不受该解锁间隔设备状态的影响，只需判断闭锁条件中其它设备的遥信状态。换句话说，通过操作屏上的解锁钥匙，就可以解决上述问题：当屏柜内相应单元的解锁钥匙在“联锁”位置时，相关设备的逻辑闭锁按照正常逻辑进行判断；当屏柜内某单元的解锁钥匙在“解锁”位置时，与之有闭锁关系的设备进行逻辑闭锁判断时，不考虑被解锁单元设备的状态（也就是被解锁单元的设备的状态无条件的满足其他单元的设备的五防闭锁逻辑条件，而不论其实际状态如何），只要对闭锁条件中其它设备的遥信状态进行判断。

不过需要指出，当该钥匙切至“解锁”位置时，不影响该钥匙对应测控装置的遥信、遥控及遥测信号的采集和执行，只影响与之相关联单元设备五防逻辑的判断。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

根据江苏省电力公司《变电站防误操作系统改造实施指导意见》，变电站防误操作系统改造目标是具备省公司《变电站防误操作技术规定》中规定的防误系统功能，即采用“计算机监控系统＋电气闭锁”的防误系统形式。测控单元的异常导致的操作中断解锁、改扩建工程与纵自改造过程中经常遇到的验收问题与运行管理问题，是监控防误系统中普遍面临的问题。变电站解锁操作屏可以减少变电站解锁操作的频次和范围，减少改扩建工程中的危险点，大大降低倒闸操作过程中误操作的可能性，可以在各电压等级变电站中大力推广。

变电站防误操作系统解锁屏先后在苏州多个500千伏变电站使用，在变电站综合自动化改造、变电站改扩建工程和日常运行工作中发挥了巨大的作用。当测控单元或遥信出现异常时，通过它可以减少解锁操作的频次；在改扩建工程中，通过它，可以使验收更加全面、细致；在变电站综合自动化改造工作中，通过它可以解决两套闭锁系统并列运行时的管理烦恼。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为变电站监控防误示意图；

图2为综合自动化变电站系统框图；

图3为实施例中安装解锁屏前母联25301正母刀闸闭锁关系图；

图4为实施例中安装解锁屏后母联25301正母刀闸闭锁关系图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图2所示，变电站综合自动化系统，包括站控层监控系统、主单元、间隔层测控单元、现场设备、以及集成在整个系统中的防误闭锁模块，主单元间隔层测控单元通过光纤双环网连接，主控单元通过电力数据网连接站控层监控系统，现场设备包括开关、刀闸、和能够返回闭锁节点，位置的网门、地线设备，闭锁节点通过串入现场设备的电气接线，实现对现场设备的闭锁；

站控层监控系统运行有站控层逻辑闭锁模块，间隔层测控单元运行有间隔层逻辑闭锁模块，本间隔不完全电气闭锁模块和刀闸与地刀之间的机械闭锁模块集成到现场设备中。间隔层测控单元按开关配置，主单元采用A、B双机互为备用模式。

实际工作中经常会遇到这种状况。众所周知，变电站跨间隔闭锁非常多，比如母线刀闸操作需要判断母线接地刀闸状态、3/2接线方式下中开关刀闸需要判对应间隔线路（变压器）接地刀闸状态、220千伏母线热倒操作需要判断母联间隔设备状态等等。作为具备全站完整闭锁功能的间隔层逻辑闭锁，一旦相关间隔测遥信不正常，那么闭锁条件中涉及到该遥信的设备就不能进行正常的操作了。

导致遥信不正常的原因有很多，比较常见的有以下几种：

1）测控单元出现异常，包括通信中断、采样板、电源板等元件异常等等；

2）开关、刀闸等设备因接点不到位、端子松动、受潮等原因导致遥信异常；

3）改、扩建工程中，受停电范围影响，该设备状态不可更改，但验收过程中需要其状态发生变化等；

4）综合自动化改造过程中，设备还没有完成改造，其设备遥信状态还没有开入自动化系统，但它影响已改造设备的倒闸操作与验收。

当然，上述问题如果是正常倒闸操作，通过解锁操作全部可以迎刃而解；如果是验收，那么放弃验证更简单。但必须指出，前者增加了风险，解锁操作的频率越高，习惯性违章的概率就越高；后者则规避了风险，留下了隐患，为以后的运行管理增加了困难。

本发明提供了一种综合自动化变电站防误操作系统解锁屏,在间隔层测控单元之间增加一组解锁操作屏，解锁操作屏为遥信采集板；屏上针对站内存在跨间隔闭锁的每个测控装置设置一把一一对应的“联锁”和“解锁”双位置钥匙，其位置状态（联锁或解锁）作为一组双位置遥信开入屏内解锁测控单元，把该遥信作为一个新条件参与相关设备的五防逻辑判断。正常情况下，变电站所有间隔解锁屏上对应的钥匙均置于“联锁”位置，此时所有设备根据其真实状态参与其它设备的跨间隔闭锁逻辑判断；当某间隔对应钥匙置于“解锁”状态时，与之有闭锁关系的设备的倒闸操作不受该解锁间隔设备状态的影响，只需判断闭锁条件中其它设备的遥信状态。换句话说，通过操作屏上的解锁钥匙，就可以解决上述问题：当屏柜内相应单元的解锁钥匙在“联锁”位置时，相关设备的逻辑闭锁按照正常逻辑进行判断；当屏柜内某单元的解锁钥匙在“解锁”位置时，与之有闭锁关系的设备进行逻辑闭锁判断时，不考虑被解锁单元设备的状态（也就是被解锁单元的设备的状态无条件的满足其他单元的设备的五防闭锁逻辑条件，而不论其实际状态如何），只要对闭锁条件中其它设备的遥信状态进行判断。

需要说明的是，装设解锁屏本不能完全避免解锁钥匙的使用，只能减少其使用频率，或者说缩小解锁的范围。因为对于本间隔的测控单元出现异常或者间隔电气闭锁出现异常，没有办法规避，只能履行解锁操作。但如果是由于关联间隔测控单元或者遥信出现异常而影响本间隔设备的操作，那么通过使用解锁屏就可以避免闭锁。

不过需要指出，当该钥匙切至“解锁”位置时，不影响该钥匙对应测控装置的遥信、遥控及遥测信号的采集和执行，只影响与之相关联单元设备五防逻辑的判断。

实施例

下面以闭锁关系较为简单的双母线接线方式下，母联开关刀闸25301为例，来说明其原理。图3为母联正母刀闸的五防闭锁逻辑图（其中2530为母联开关编号、253047与253048分别为母联开关接地刀闸、220411为正母母线接地刀闸）、图4为安装解锁屏后的闭锁逻辑图（其中“正母间隔解锁”与“正母间隔联锁”分别对应解锁屏上正母线间隔解锁钥匙状态）。

从图中可以看出，正常情况下解锁屏上母联间隔解锁钥匙在“联锁”状态，25301刀闸的闭锁逻辑为正常逻辑；当出现正母线接地刀闸遥信异常时，母联测控判断24301刀闸五防逻辑不满足，操作不能正常进行；如果把解锁屏上正母线间隔对应的解锁钥匙从“联锁”位置切至“解锁”位置，那么操作就可以正常进行了。此时虽然闭锁条件中不用判断母线地刀状态，但其它条件都需要正常判断。

增设的解锁屏本身不直接解除某间隔的闭锁，只解除遥信出现异常间隔层设备对其它运行正常设备的影响。对于遥信出现异常的设备，可以通过《电力安全工作规程》中要求的多元法进行状态确认，确保操作的正确性。

在实际运行工作中，解锁屏的引入能发挥巨大的作用。当测控单元或遥信出现异常时，通过它可以减少解锁操作的频次；在改扩建工程中，通过它，可以使验收更加全面、细致；在变电站综合自动化改造工作中，通过它可以解决两套闭锁系统并列运行时的管理烦恼。

案例1 ：在变电站热倒母线中的应用

某500千伏变电站执行220千伏4X32线由220千伏Ⅰ母热倒至220千伏Ⅱ母线的倒闸操作，在拉开4X321刀闸时出现刀闸不能操作，经过检查后发现是母联开关间隔的25301母联开关Ⅰ母刀闸状态不确定（处于中间态，即既不在分位、也不在合位）所致。

其中，220千伏Ⅰ母4X321热倒合闸条件为：4X322合闸位置、220千伏ⅠⅡ母母联2530开关合闸位置、25301母联开关Ⅰ母刀闸合闸位置、25302母联开关Ⅱ母刀闸合闸位置、4X32开关接地刀闸4X3244与4X3246分闸位置、220千伏Ⅰ母接地刀闸220411分闸位置。

如果短时间内运行人员不能排除该异常，此时有两个选择：一是直接申请解锁，解除测控单元的闭锁。由于该变电站220千伏系统为组合电器（以下简称“GIS”）设备，值班员不能直接看到间隔母线刀闸是否操作到位，而系统中曾出现过GIS设备热倒母线过程中由于Ⅱ母刀闸没有合闸到位而拉开Ⅰ母刀闸，出现带负荷拉刀闸的误操作。所以直接解锁操作，值班员没有把握，要冒一定的风险；另外一个选择就是等待检修人员过来排除异常。该变电站距离市区1个小时车程，加上准备时间，估计要等两个小时。因此，两个选择都不完美。

装设解锁屏后，所有问题迎刃而解。首先，通过观察母联间隔通过的电流大小、现场刀闸遥信状态、机械指示，可以确认母联间隔开关、刀闸均在合闸位置，可以确定问题出在二次辅助接点的抖动等原因造成的异常。其次，仅需把解锁操作屏上220千伏ⅠⅡ母母联2530开关测控装置对应的解锁钥匙从“联锁”状态切至“解锁”位置，此时4X321允许合闸条件中剔除了母联间隔开关、刀闸状态的判断，但还需要系统确认 4X322合闸位置、4X3244分闸位置、4X3246分闸位置、220411分闸位置。此时，能够确定状态的导致操作异常的条件被剔除了，操作可以继续进行。

案例2：在变电站综合自动化改造过程中的应用

众所周知，在变电站全站自动化系统改造过程中，必然面临着部分设备已经完成改造，而另一些设备的改造正在进行或者有待完成的情况。没有完成自动化改造的那些间隔，其一次设备遥信信号就不能上传至站控层设备，必将影响那些存在跨间隔闭锁的设备进行倒闸操作。

以上面提及案例为例，如果母联间隔的自动化改造还没有完成，而220千伏熟尚4X32线间隔的改造已经结束，那么此时进行热倒操作也将面临“解锁”的问题。装设解锁屏柜后，问题又可以轻而易举的解决。改造前，可以把全站的逻辑库按照完全改造结束后的逻辑条件设定好，同时把解锁屏上改造没有完成间隔对应的解锁钥匙切至“解锁”位置，而改造完成的则切至“联锁”位置。这样，前面进行的倒闸操作依旧可以正常进行。对于已经完成改造的设备，执行新的五防闭锁系统；对于没有完成改造的设备，则执行旧的五防闭锁系统（大部分为微机五防系统）。

案例3： 在变电站改扩建工程中的应用

以常见的双母线接线方式下变电站扩建线路间隔为例，此时因为增加了新间隔，母线接地刀闸的闭锁条件会发生变化。由于母线接地刀闸的闭锁条件中要求母线上所有线路该段母线刀闸均在分闸位置，但这些线路都在运行状态，也不会有机会停电，因此其闭锁条件很难进行全面验证。不过，通过解锁屏上的解锁钥匙，这个问题不难解决。

验证时，该段母线应在停役状态，除运行设备外，母线接地刀闸闭锁条件中的其它设备（比如扩建间隔设备、压变刀闸等）均可以进行现场操作配合。首先，把解锁屏上所有运行线路对应的解锁钥匙切至“解锁”位置，其它设备操作至满足母线地刀闭锁条件的状态，验证母线地刀能够分、合闸操作；随后，轮流将解锁屏上运行线路对应的解锁钥匙切至“联锁”位置，逐一验证线路母线刀闸在运行状态时闭锁母线接地刀闸，母线接地刀闸不能进行分、合闸操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种综合自动化变电站的防误闭锁系统解锁屏，其特征在于：在现有采用监控防误系统的综合自动化设备的变电站自动化系统间隔层加装一块解锁操作屏，所述解锁操作屏上针对站内存在跨间隔闭锁的每个测控装置设置一把一一对应的“联锁”和“解锁”双位置钥匙，所述联锁或解锁的位置状态作为一组双位置遥信开入解锁操作屏内解锁测控单元，把所述遥信作为一个新条件参与相关设备的五防逻辑判断；正常情况下，变电站所有间隔解锁屏上对应的钥匙均置于“联锁”位置，此时所有设备根据其真实状态参与其它设备的跨间隔闭锁逻辑判断；当某间隔对应钥匙置于“解锁”状态时，与之有闭锁关系的设备的倒闸操作不受该解锁间隔设备状态的影响，只需判断闭锁条件中其它设备的遥信状态。

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