智能变电站监控系统防止电气误操作功能的实现

智能变电站监控系统防止电气误操作功能的实现

吕存滨

（浙江华云信息科技有限公司浙江杭州310000）

摘要：变电站监控室利用网络，根据使用方的要求，结合工业控制等将多种现代化系统的一种综合性安全管理系统。避免电力系统的误动作既防误操作，属于变电站中操作控制的基本要求之一。变电站的避免错误操作的功能一般来说由计算机系统来完成，五防系统是变电站安全的重要保证。

关键词：智能变电站；变电站监控；五防功能；电气误动作

1.系统结构

智能变电站监控系统中防止电气误操作系统功能的结构图如下所示：

由上图可见监控系统的三层防误闭锁功能：站控层、间隔层、过程层。这三层防误闭锁功能能够给变电站提供多个等级的、综合性的防止错误闭锁功能。这三层防误功能相互之间是互不干扰的、同时又是不可分离的，各层的功能中某一层不起作用时其它层的防误功能并不会受到影响。这样就保证了系统的安全。

1.1站控层防误

站控层主要指的是厂站级的监控，主要包括：主机工作站、数据通信网网关、状态检测及智能辅助控制系统主机、网络打印机等设备。主要实现管理监控以及远程通信的作用。站控层设备主要就是指监控主站、工程师站、信息子站等。

1.1.1站控层构成

①硬件部分

监控五防主机：完成数据处理、执行控制，相当于电脑的CPU；

网络通信：完成各层之间的数据传递；

测控装置：完成数据采集和出口控制；

现场锁具：配合监控五防节点完成上锁

②软件部分

数据库模块：包括设备参数库文件、锁码表文件、五防规则库文件。

图形模块：实时监控和五防开票、预演、执行等五防功能。

五防逻辑模块：实时遥控五防功能和操作票功能。

操作票模块：包括操作票内核、打印、编辑，传票机制，操作票图形界面。

1.1.2防误功能

这一层的防误功能的实现通常是通过一般监控主机、数据通信来完成。通过这一层的网络和相关协议，收集间隔层传送的信号。同时本层监控系统中嵌入了相关防误模块，用这些来进行防误的逻辑运算。其范围包括所有开关和接地线路等设备，对整个变电站进行防误操作控制。

站控层防误具有五防系统和监控系统相结合的优点，可同步解决“走空程”的问题。

变电站的检测控制和五防的系统使用的是一样的电气原理图和随时间同步变化的库，五防命令在一体机上实现，当操作票被生成后，有一体机传递给主控机，然后对现在正在进行的步骤进行校验，达到双重闭锁的目的。

站控层防误系统的实现包规则解析、规则校验、配置界面和下载4个部分。站控层防误系统必须具备完善性，在此基础上，要考虑到简单易操作性和实用性。应遵循易用性、一致性、代码间接性的原则。

1.2间隔层防误

间隔层防误的实现靠的是相关防误装置，这种装置的名字就叫间隔层测控装置，是存储所属装置的防误闭锁的逻辑，收集设备的状态量信号和电气量信号，通过网络并应用前文提到的协议进行数据的传输，向其它设备传递信息。与此同时，又接受其它设备发来的信号，从而对所属设备进行避免错误动作的逻辑上的判断。

正常情况下，间隔层测控装置所进行的所有步骤都必须既符合防误闭锁的要求，又能够上传和显现出进行防误判断后的结果，当信号中断或信号状态不确定时，则输出判断结果应不予通过。

同时，这种装置能传递出防误闭锁的节点，它的位置关系如下图所示：

测控装置还能够将各控制对象的防误逻辑状态和防误节点的状态上送至站控层设备，为了便于进行防误闭锁逻辑的校验，测控装置还支持远方置数的数据具有取代的品质，可以参与防误逻辑运算[3]。

1.3过程层防误

这一层防误是整个系统中非常必要的一层，不能够缺少和省去。它功能的实现主要是靠单元电气防误闭锁、智能终端、机械防误闭锁、防误锁具等部分。其中，第一项和第三项主要是达到间隔防误的目的，防误锁具可以实现操作设备等的防误闭锁。

2.关于IEC61850

IEC61508是由国际电工委员会在2000年5月正式发布的电气和电子部件行业相关标准。但是它没有对防误闭锁功能进行规范，也没有规范不同设备间的防误信息交换。所以为了达到使用标准，需要对IEC61850做一些改变，即在此基础上再标准化测量设备的控制接口和防误模型

对于一次电气元件采用CSWI建模，防误功能采用CILO逻辑节点建模。其在控制操作中的作用示意图如下所示：

3.功能比较

对于计算机监控防误操作系统与独立微机防误系统的功能，其区别如下：

①在操作方式上，计算机监控防误操作系统是在线实时操作，可以直观地从监控显示屏上操作，在结束后能够立即更新当前状态并闭锁。而独立微机防误系统是先对将要进行的操作进行模拟，等到正式运行时，需要人员用电脑钥匙进行解锁操作，将闭锁的部分解开，然后才能进行相关操作。

②在后台与人机界面上，计算机监控防误操作系统和防误的终端是结合在一起的，没有通信和中间进行转换的环节，其安装容易，操作简单，功能可靠。而独立微机防误系统的人机界面过于复杂，且有重复的硬件配置，操作不便。

③在逻辑判别上，计算机监控防误操作系统能够自己主动对逻辑进行判别，再进行一步一步地操作是，只有全部条件都合适，才能进行接下来的操作过程。独立微机防误系统与此相似，但是只是对当前的操作进行判别。

④在操作监视上，计算机监控防误操作系统可以进行全程监控，独立微机防误系统没有这种能力。

⑤在远方监控上，计算机监控防误操作系统可以实现全过程信息的远程传送。独立微机防误系统没有这种能力。

⑥模拟量的采集与应用上，计算机监控防误操作系统能够避免信息中断引起的误判断。独立微机防误系统没有这种能力。

⑦在通信接口上，前者支持ICE61850标准，后者没有统一的规约。

⑧在顺序闭锁功能上，前者能够实现防误闭锁和操作票顺序闭锁，后者只能实现防误逻辑闭锁。

⑨在智能化程度上，前者智能化程度高，后者智能化程度低。

⑩在操作管理上，前者功能多而强大，后者功能少，使用空间有限。

4.结语

智能变电站的防误系统必须从多个层面进行考虑，确保电力系统能够可靠、安全地运行。本文中所提到的方法，在一些变电站的使用中表明效果是良好的，但是仍然有着一定的问题，需要我们共同努力来解决。

参考文献：

[1]沈岳明.防止微机物防装置走空程的几张方案设想[J].浙江电力.2009，30（I）：64-66.