典型变电站一键顺控运维 技术方案及存在问题探析

典型变电站一键顺控运维 技术方案及存在问题探析

王桂蓉

国网四川省电力公司蓬溪县供电分公司 四川遂宁 629100

摘 要：近年来随着电网建设的加快推进，变电站建设取得了长足的进步，然而电网公司倒闸操作面临一系列的挑战，操作环节复杂，效率低下；人工完成，存在误操作风险；往返无人值守变电站，成本高、难度大。变电站数量剧增，导致运行人员减少与运行压力增大之间的矛盾日益突出，顺序控制操作模式在以上背景因素下应运而生，本文从一键顺控系统构架、工作原理等方面对一键顺控系统进行详细介绍与论述，结合相关工程提出实施方案，可为后续工程一键顺控设计提供借鉴。

关键词：倒闸操作; 一键顺控; 防误主机;

0 引言

智能变电站的一键顺控是指，智能变电站的高级应用功能中利用智能变电站站的顺控功能，将变电站的常见操作根据一定的五防逻辑在智能变电站的监控后台上编制成操作模块按钮，操作人员在操作时不需要编制内容复杂的操作票，只需要根据操作任务名称调用“一键顺控”按钮对应的操作票进行操作即可完成目的操作。在保障操作安全的前提下，可有效减少操作和停电时间，降低经济损失和对生产生活造成的不便，还能够有效降低倒闸操作误操作的概率，从而降低电网事故率，防止大面积停电，避免造成恶劣的社会负面效应。

1 一键顺控系统构成及原理

1.1 系统架构

在变电站部署监控主机、独立智能防误主机和Ⅰ区运检网关机，独立智能防误主机与监控系统内置防误逻辑实现双套防误校核，Ⅰ区运检网关机为远方一键顺控提供通道 。图1所示为变电站一键顺控系统构架图。

图1 视频比对双确认方式一键顺控系统构架图

刀闸状态的确认是一键顺控的前提，智能图像系统可有效实现刀闸状态检测，满足顺控第二判据要求。一键顺控操作票与远方程序化控制操作票共用一套一二次混合票。一键顺控操作票和一体化五防逻辑制作采用图形化配置界面，支持间隔复制。按规范要求，在变电站部署监控主机、独立智能防误主机，独立智能防误主机与监控系统内置防误逻辑实现双套防误校核，即要求防误系统实现顺控防误功能。

1.2 顺控系统工作原理

1.2.1 智能防误主机工作原理

一键顺控操作指令由变电站顺控监控主机发起，智能防误主机从监控主机获取全站设备状态，参与一键顺控操作过程中模拟预演及指令执行两个环节的防误校核功能。变电站监控主机发起顺控操作指令，在一次接线图上选择相应设备，生成一键顺控操作票，并通过站控层网络将一键顺控操作票指令传递至智能防误主机。智能防误主机收到一键顺控操作票指令后，根据指令报文获取设备信息，形成防误校核序列。模拟预演及指令执行过程中，若防误逻辑校核不通过，智能防误主机发送否定报文信息至监控主机，终止当前操作 。

1.2.2 常规防误系统原理及操作流程

对变电站原有防误系统软件进行升级，实现对带状态地线锁、带状态网门锁的兼容。

通过在系统软件中预先根据一次接线图与运行规则编写操作逻辑，并将其固化在智能防误工控机和系统软件中。运行人员可根据需要操作的内容，在图形操作票专家系统软件中对一次操作设备进行模拟试操作，五防主机根据已有的专家系统对每项操作进行智能判断，若操

作正确符合“五防”操作规则，则允许进行下一步操作；若操作错误不符合“五防”操作规则，则显示错误操作项的设备名称及编号并通过语音提示错误操作类型，提示运行人员进行更正，让运行人员及时了解现场设备的情况。

1.2.3 带状态地线锁操作流程及工作原理

在操作过程中，如有接地线挂接操作，运行人员持电脑钥匙至对应地线桩，读取地线桩码片，通过电脑钥匙编码头检测所操作的地线桩是否正确。若正确，电脑钥匙用语音发出允许操作命令，同时开放地线桩闭锁机构，这时可以进行地线挂接操作。地线挂接完成后，地线锁结合接地桩对接地线进行闭锁，同时电脑钥匙可以读取地线已挂接状态码，实现地线已

挂接状态的采集。若走错接地桩位置，读取接地桩码片时，电脑钥匙用语音发出错误警告，并在液晶显示器屏上显示当前错误操作设备的编号及应操作设备编号，达到强制闭锁的目的。

进行接地线拆除操作时，运行人员持电脑钥匙至对应地线挂接点，读取地线锁码片，实现接地线从地线桩上解锁。操作结束后，电脑钥匙自动存贮地线挂接/拆除操作信息，然后通过通讯适配器回传更新五防主机内接地线状态。更新后的接地线状态可发送至智能防误主机，作为一键顺控操作的逻辑判据。

1.2.4 隔离开关双确认工作原理

采用刀闸高清远程监控及分合状态识别系统，在每把刀闸周边安装两台高清摄像头及红外测温设备采集刀闸状态视频信号，通过智能分析装置进行图像比对、智能分析、结合最新红外热成像测温技术，对接触点进行测温，作为合闸是否完全到位的辅助。识别出刀闸的

5种状态：分、合、过渡、未到位、无效。最后将状态信号通过IEC61850、Modbus等协议上送至一键顺控服务器，作为刀闸位置双确认的第二判据。利用第二判据，与传统辅助开关接点实现隔离开关设备分合闸位置判断的方式（第一判据）形成非同源的分合闸位置指示，构成隔离开关分合闸位置的双确认判据，为实现变电站隔离开关状态转换的一键顺控操作提供安全保障双确认机制。

2 一键顺控系统实施方案

2.1 改造目标

本文以某220 kV变电站为例，对变电站进行一键顺控改造、建设，达到以下改造目标：

1）220 kV及35 kV组合电器的“运行、热备用、冷备用”三种状态转换；

2）实现电源切换等操作；

3）实现具备遥控功能的保护软压板投退。

2.2 改造内容

2.2.1 一键顺控系统改造

新增一面一键顺控服务器屏柜，内设一台一键顺控服务器（也可以不增设此设备，由原操作员站及主数据服务器等设备软件更新、达到一键顺控功能与操作员站监控系统融合），配置一台24寸显示器，放置于控制台上，采用 IEC61850规约与站内测控通讯，与智能防误主机采用 DL/T 634.5104 规约通信，传输防误数据。

新增一台智能防误主机，安装顺控防误综合管理软件，与变电站顺控监控主机进行信息交互，为一键顺控操作提供模拟预演、防误逻辑校核功能。

2.2.2 断路器位置双确认改造

断路器具备遥控操作功能。三相联动结构位置信号采用合位、分位双位置节点。出线无三相PT，需增加三相带电显示装置。断路器位置确认采用“位置遥信+三相带电显示器遥

信”判据。

双确认电流判据的门槛值可根据额定电流和现场情况配置为 10 mA~20 mA 之间的数值，电压判据的门槛值也可以根据额定电压和现场情况进行配置。辅助判据的应用满足包括单/双母接线、3/2接线等各种不同的接线方式，应根据当前现场实际情况自动甄选辅助判据条件使用断路器三相电流（TA）、线路三相电压（TV）/三相带电显示装置信号（SQ）还是

母线三相电压（TV），双确认电流辅助判据的调用采用据现场实际情况动态调用且动态判断变化过程的方法。

2.2.3 220 kV、110kV、35 kV隔离开关位置双确认

改造本站220 kV 隔离开关为分相的电动 GIS 刀闸设备、220 kV隔离开关为三相联动的电动GIS刀闸设备，35 kV 隔离开关为三相联动的 AIS 刀闸设备。仅考虑主刀的双确认功能。（接地刀闸由于涉及接地线接地桩等不可遥控设备，无法实施顺控功能）。

1）220 kV-GIS隔离开关，采用三相联动隔离开关每组安装2只视频摄像头。

2）110 kV-AIS隔离开关，采用三相联动隔离开关每组安装2只视频摄像头。

3）设置视频双确认屏柜一面，安装于主控制室内，柜内安装硬盘录像机设备一台，服务器一台，液晶显示器一台，网络正向隔离装置、网络反向隔离装置各一台，数据转发装置一台，网络交换机两台。

3 结语

当前，变电站一键顺控仍处于试点建设阶段，仍存在不少问题亟待解决，譬如现有通信网络的带宽能力是否能承受采用高清摄像头的视频流，需结合具体工程具体考虑；其次，采用高清摄像头作为双确认判据，现场加装摄像头位置也需要根据变电站具体情况进行调整；最后，年初国家电网公司提出建设泛在电力物联网，这给今后一键顺控建设提出了更高的要

求，也需进一步地思考建设方式。与此同时，一键顺控的建设也给广大运维人员带来了极大的方便。

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