智能变电站二次系统"一键式"安措自动生成方法研究

李琳

摘要:智能变电站的大规模建设,对变电站的二次检修提出了更高的要求。为提高智能变电站检修效率,结合智能变电站检修业务需求,提出了一键式安措系统整体架构,设计了智能变电站安措票自动生成的总体规则。在智能变电站一体化监控系统中部署了一键式安措应用模块,实现了二次回路检修安措票的自动生成、安措票自动顺控执行和校准、安措恢复等高级功能。

关键词:智能变电站;二次回路;安措票;自动生成;自动执行

传统变电站的二次检修安全措施的制定可围绕二次回路电缆的电气断开点加以实施。但是到了智能变电站阶段,由于二次回路信息已完成数字化、网络化改造,二次设备之间的信息关联关系变得更加复杂,增加了运行维护人员评估二次设备误动或者拒动的难度,对制定二次检修安措票提出了更高的要求。

目前智能变电站二次检修安措票制定方法主要依靠专业技术人员根据经验编写,对于单装置检修情况,尚可以应付自如。但是,对于多装置同时检修情况,依靠人工经验开票的方式,无论从效率还是可靠性方面都难以得到保证。因此,《国家电网公司继电保护技术发展纲要》在规划未来十年继电保护技术的重点方向时,将“一键式”安措技术也列入其中。这里,所谓“一键式”安措技术就是希望运维人员只需要选择检修目标设备(组),然后由软件程序自动生成检修安全措施的技术,从而完成自动开票过程。

1 智能变电站继电保护和安全检修

传统智能变电站继电保护利用双重化原则及三层两网拓扑结构来实现,其主要表现为:

(1)采样及执行单位就地化。智能变电站继电保护的布置是利用智能终端及合并单元实现,假如利用常规的互感器及合并单元模式,就需要通过电缆来连接实现;假如利用电子互感器和合并单元结合,就要通过光纤连接实现。

(2)保护信息网络化。智能变电站继电保护利用交换机、光纤、虚端子、保护装置相互结合,实现二次回路的创建,并且利用双网实现信息数据保护,实现数据独立及共享。和常规变电站二次回路相比,有效节约二次电缆。智能变电站内保护可以使用直接采样和直接调差结合的模式,从而降低中间环节,使采样及跳闸过程快速性、可靠性得到提高,继电保护可以使用直采直跳的方式。

(3)使用网络交换机。利用网络采样实现故障录波、测控、网络报文和计量等信息收集。

(4)网络交换机能够为二次回路、信息数据及硬件资源共享的在线检测提供基础。

(5)特殊的设备配置。双重化保护与智能变电站二次保护具有一定联系,也就是独立的过程层网络及双套保护,如果其中一套出现故障不会对另外正常工作造成影响。和常规的变电站不同,智能变电站中母联分段保护是通过双重化实现配置。另外,为了简化装置外部接线,智能变电站过电压保护和远跳就地判别功能在线路保护装置中具有集成性。

智能變电站在安措设置方面存在不同,常规变电站安全隔离主要根据解除接线、硬压板将物理回路断开,智能变电站安全隔离是根据软压板投退及检修机理进行软件隔离,必要的时候将光物理回路解除,具有多重安全措施,涉及的范围较广。其一,检修设备隔离要求具有双重安全措施;其二,在出现检测装置异常的过程中,要对异常设备安全措施的不可靠性进行考虑,通过相邻的设备实现安全措施执行与隔离;其三,智能变电站线路保护过程中的 SV 接收软压板及开关检修软压板,只能够在一次设备停运之后投入使用;其四,在接受端及发送端实现压板回路的设置,在两端同停同投,只在单侧设置压板时,设置软件为退出状态;其五,在一次设备停运时,实现二次设备检修压板的投入间。

2 二次安措的检验方法

将500kV智能变电站主变压器、断路器、线路及母线等设备首检作为基础,将常规变电站二次危险设备点作为突破口,实现二次安全隔离措施,提高二次系统工作过程中安全性。

2.1 主变压器保护检验

主变压器首检预测包括运行设备回路保护。第一种为模拟量,比如母线保护、线路保护、电流回路及电压回路;第二种为开关量,比如500kV保护失灵、开关失灵。

2.2 线路保护检验

线路保护检验时,主要考虑电压等级,对500kV线路来说,主要包括:500kV母线保护、主变压器保护电流回路、主变压器高压侧及电压回路、开关母线保护失灵、开关失灵等,二次安措内容为:①利用智能终端、待检合并单元及线路保护装置检修压板;②退出和待检保护装置相关主变压器保护开关电流接收软压板;③线路保护装置实现物理自环,并且设置纵联码及控制字,从而形成光纤自环状态。

2.3 不完整串改扩展

由于扩建之后要添加5013开关,所以在实现设计的过程中,开关失灵之前二次回路就会出现变化。扩展之后的完整串开关。

对于以上线路间隔扩展工程,相关二次回路变化主要为电压、电流、失灵回路、跳闸四方面,可能具备的施工风险为:更改电路回路以后,试验电流误入到已经运行的母线差动保护及主变压器保护中;CT 极性和原主变压器保护与新线路保护极性不同,其主要内容为:

(1)实现5012开关合并单元和智能终端装置检修压板的添加;

(2)使母线差动保护及主变压器保护接受软压板,在保护侧拔下相应光缆,并使用防尘帽密封;

3 二次安措的执行

因为需全面考虑后期维护性、可扩展性及兼容性,实现功能模块的划分,智能变电站二次安措系统使用模块化的方式实现。

3.1 图形化显示模块

图形化显示模块的主要目的是将装置检修状态、二次虚回路的连接状态和交流回路、软压板状态、合闸回路充分展现出来,图形化展示信息主要包括将装置作为核心展现此状态,表示二次回路中的信息流内容,之后通过直观的方式在屏幕中将信息流接收及发送的情况充分展现出来。装置软压板及检修压板利用图形方式在相应虚端子连线中及装置框中进行展现,并且通过软压板退、投的方式进行区分。

3.2 安全措施模块

目前在相关智能变电站继电保护事故中,因为故障点误拆或者漏拆导致运行开关误跳闸情况较多,所以在装置中设置安全措施票模板,利用导出、导入的功能,使工作仍能够实现检修工作。

3.3 防误校验

基于安措防误规则库的防误操作检验能够对安措内容操作项目实现防误验证,还能够对安全隔离措施正确性及有效性进行验证。防误检验通过位置模块进行智能验证,当一开始并不了解安措及操作内容时,从第一项开始,利用已知的操作及安措项目实现验证。

结束语

高清视频摄像头、巡检机器人、无人机等智能化工具及生产综合管控平台的应用,辅助或替代生产运行人员开展变电设备巡视、维护、事故处理、现场作业管控等工作,并搭建远程控制系统,可实现对无人值班变电站的远方巡视、远程控制和巡维数据智能查询分析等功能,一方面降低了运行人员劳动强度,另一方面提高了变电站日常运行监视及安全防护的及时性,有效提升了变电站巡维效率。

参考文献:

[1]郭琳,马玫.基于视频监控的变电站远方辅助巡视操作系统[J].信息系统工程,2017(1):23-25.

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