監(jiān)控五防一體化系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

監(jiān)控五防一體化系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

0我公司的運(yùn)行模式隨著智能電網(wǎng)建設(shè)、能源裝置技術(shù)水平的提高和管理模式的變化，國家網(wǎng)絡(luò)公司“三集五平”的建設(shè)將得到全面推進(jìn)?；凇按筮\(yùn)行”和“大休息”的“標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)作模式”，我們公司以現(xiàn)有的運(yùn)營機(jī)制（集控）為基礎(chǔ)，建立了監(jiān)管和控制中心，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)管和能源規(guī)劃的結(jié)合。對照國網(wǎng)公司近年事故通報中統(tǒng)計,電氣誤操作事故,對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和人身、設(shè)備安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。缺乏完備的防誤技術(shù)措施是引起電氣誤操作事故的一個重要原因,所以說,提高防誤技術(shù)裝備水平,杜絕誤操作造成的電網(wǎng)、人身惡性事故發(fā)生,是我們運(yùn)行維護(hù)的工作重點(diǎn)。1運(yùn)行維護(hù)模式與主要問題國外的電力系統(tǒng),沒有五防的概念,更沒有微機(jī)五防技術(shù)要求。通常采用電氣聯(lián)鎖和監(jiān)控后臺的軟件閉鎖方式,以達(dá)到防誤操作的目的。電氣連鎖實(shí)現(xiàn)組合電器、開關(guān)柜內(nèi)操作閉鎖,無法實(shí)現(xiàn)跨間隔以及全站防誤;監(jiān)控后臺的軟件閉鎖可實(shí)現(xiàn)對全站的邏輯閉鎖,用于對遙控操作的邏輯聯(lián)鎖等。國內(nèi)隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展,五防配套設(shè)施的完善,經(jīng)歷了機(jī)械閉鎖、機(jī)械程序閉鎖、電氣閉鎖、微機(jī)五防、監(jiān)控一體五防、在線五防、拓?fù)湮宸赖鹊?以適應(yīng)不同時代運(yùn)行維護(hù)模式要求。而智能電網(wǎng)、智能變電站的建設(shè)需要以及國家電網(wǎng)“三集五大”建設(shè)要求,運(yùn)行維護(hù)模式要求,地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控一體化的測控要求,也對變電站防誤提出更高的要求。我公司在調(diào)控中心的建設(shè)中,采用了拓?fù)涞谋O(jiān)控五防一體化系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行過程中,該系統(tǒng)的防誤功能不全面,缺乏對調(diào)控中心遙控操作的強(qiáng)制閉鎖,就是說調(diào)控中心(集控中心)與受控站銜接不好,存在較大的安全隱患。主要問題如下:(1)防誤可靠性不強(qiáng),調(diào)控中心的遠(yuǎn)方遙控操作只具備軟件閉鎖,無有效的硬接點(diǎn)強(qiáng)制閉鎖,存在因軟硬件故障或信號干擾發(fā)生時引起的設(shè)備誤動作。(2)防誤不全面,許多操作設(shè)備無合適閉鎖方案,無法實(shí)現(xiàn)全站閉鎖。(5)操作繁瑣,維護(hù)困難,緊急狀況運(yùn)行人員無法處理。(6)系統(tǒng)升級、增加間隔、維護(hù)驗收復(fù)雜繁瑣。針對以上問題,為了避免重復(fù)投資,通過技術(shù)改造、科技創(chuàng)新探索在現(xiàn)有變電站防誤系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)上,通過對現(xiàn)有微機(jī)五防系統(tǒng)進(jìn)行升級改造,構(gòu)建符合“調(diào)控一體化”運(yùn)行模式的智能化防誤系統(tǒng),完善防誤系統(tǒng)的全面性和強(qiáng)制性。2系統(tǒng)架構(gòu)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖調(diào)控一體化模式下的防誤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,見圖1。變電站智能化防誤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,見圖2。2.2增設(shè)智能防誤裝置和單元針對“調(diào)控一體化”的操作、管理模式,本方案按照客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的方式考慮,采用調(diào)控中心、運(yùn)維操作隊和變電站的三層防誤閉鎖構(gòu)架,本著節(jié)省投資、最大化實(shí)現(xiàn)功能齊備的目標(biāo),在保留原先變電站的防誤系統(tǒng)和鎖具的基礎(chǔ)上,增設(shè)了智能防誤裝置和智能閉鎖單元,實(shí)現(xiàn)智能化變電站下的遙控操作的強(qiáng)制閉鎖。本方案中防誤服務(wù)器采用集中組屏的方式,對防誤服務(wù)器的維護(hù)即可在屏柜上,也可在各級防誤工作站實(shí)現(xiàn),并設(shè)立維護(hù)權(quán)限。防誤服務(wù)器可對所有受控站的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、統(tǒng)計、查詢。2.2.1防誤業(yè)務(wù)功能(1)防誤服務(wù)器能對所有受控站的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計查詢功能,并能實(shí)現(xiàn)開票、模擬預(yù)演、調(diào)控層遙控操作閉鎖、唯一操作權(quán)管理等防誤功能。(2)具備與調(diào)度系統(tǒng)信息交互功能:接收遙信,遙控閉鎖。(3)防誤服務(wù)器還可綜合變電、線路、配網(wǎng)的設(shè)備信息,進(jìn)行全面的電網(wǎng)防誤。(4)閉鎖邏輯采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥壿?根據(jù)接線圖和配置表自動生成邏輯關(guān)系,滿足各種運(yùn)行方式,并具有動態(tài)判定檢修安全區(qū)域和動態(tài)掛接地線判斷等特色功能。(5)數(shù)據(jù)、程序自動同步更新功能。2.2.2控中心的設(shè)計(1)對調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)方遙控操作進(jìn)行防誤閉鎖。(2)探索網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞勒`。集控中心的建設(shè),吸收了拓?fù)湮宸赖母拍?與自動化有效融合?；谙到y(tǒng)拓?fù)涞奈宸肋壿嬇袛嗖粌H可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)、刀閘和接地刀閘操作的基本五防外,還支持一些特殊的防誤邏輯,如甩負(fù)荷,合環(huán)/解環(huán),倒母,旁代等復(fù)雜操作方式的判斷,使防誤功能更加全面。2.2.3預(yù)演、傳電腦嘴唇(1)可接收調(diào)度指令票,并可在運(yùn)維操作隊所轄的防誤工作站上提前準(zhǔn)備操作票,模擬預(yù)演、傳電腦鑰匙,由相關(guān)人員拿電腦鑰匙到受控站去操作;還可以把在運(yùn)維所生成的電子票通過防誤網(wǎng)絡(luò)傳送到受控站,由當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)人員接票傳輸?shù)诫娔X鑰匙上,進(jìn)行現(xiàn)場倒閘操作。(2)系統(tǒng)自動同步設(shè)備狀態(tài)變化,保證運(yùn)維操作隊所轄防誤工作站與子站設(shè)備狀態(tài)上的一致性。2.2.4智能變電站防誤封閉功能的實(shí)現(xiàn)(1)避免受控站防誤建設(shè)的重復(fù)投資,現(xiàn)有的受控站如果滿足微機(jī)防誤閉鎖功能,可保留原受控站的配套產(chǎn)品和鎖具,通過對舊系統(tǒng)升級實(shí)現(xiàn)不同層次的防誤系統(tǒng)功能。(2)根據(jù)IEC61850標(biāo)準(zhǔn)三層架構(gòu)體系,將基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)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(jī),實(shí)現(xiàn)站控層防誤;間隔層智能防誤裝置,實(shí)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(shí)現(xiàn)設(shè)備強(qiáng)制閉鎖等。(3)智能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(shí)現(xiàn)智能變電站防誤閉鎖的強(qiáng)制性和全面性要求,并實(shí)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。(4)調(diào)控中心、變電站監(jiān)控系統(tǒng)的遙控操作不僅具有通信軟閉鎖,還應(yīng)具有遙控控制回路硬結(jié)點(diǎn)閉鎖功能硬結(jié)點(diǎn)閉鎖功能杜絕了軟硬件故障和各種干擾發(fā)生時,出現(xiàn)在后臺或調(diào)度無任何操作指令情況下,設(shè)備誤動造成的嚴(yán)重后果。(5)多地點(diǎn)的防誤功能:對調(diào)控中心、受控站后臺、測控屏、端子箱(匯控柜)、就地操作機(jī)構(gòu)等多操作點(diǎn)進(jìn)行防誤閉鎖。(6)完善的遙控操作強(qiáng)制閉鎖功能:集控中心與變電站的遙控操作不僅具有通信軟閉鎖,還具有遙控控制回路硬接點(diǎn)閉鎖功能,硬接點(diǎn)閉鎖功能杜絕了軟硬件故障和各種干擾發(fā)生時,出現(xiàn)在后臺或調(diào)度無任何操作指令情況下,設(shè)備誤動造成的嚴(yán)重后果。(7)系統(tǒng)根據(jù)權(quán)限不同具有總解鎖功能。(8)實(shí)現(xiàn)受控站程序操作防誤功能,具體要求如下:·實(shí)現(xiàn)常規(guī)、順控操作,兩種方式切換選擇。順控操作由監(jiān)控操作后臺與五防裝置“請求-允許”自動完成,維護(hù)閉鎖功能的唯一性,開放閉鎖由五防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)?！ぁ绊樋亍迸c“常規(guī)”操作實(shí)現(xiàn)智能自動轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換到“常規(guī)”狀態(tài)時操作閉鎖功能恢復(fù),防誤系統(tǒng)續(xù)接余下未執(zhí)行的操作?！けO(jiān)控系統(tǒng)分析一次設(shè)備狀態(tài)功能,采集變位前后的設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行交換分析,智能判斷順空操作任一時段延續(xù)與終止?！ろ樋夭僮骶邆涞倪壿嫻δ苄枨笥晌宸老到y(tǒng)提出。(9)多任務(wù)操作功能:五防系統(tǒng)具有多任務(wù)并行操作的功能,可在五防系統(tǒng)上同時開出多項操作任務(wù),由多位運(yùn)行人員同時進(jìn)行不同的操作任務(wù)。2.2.5智能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用智能接地線管理系統(tǒng)有效地解決了目前變電站接地線管理的隨意性。臨時接電線誤放、不歸還等在電網(wǎng)中造成的事故案例很多。所以,臨時地線納入五防管理的工作十分必要,智能地線管理單元與變電站五防工作站通信后,可實(shí)現(xiàn):(1)接地線的集控式管理;(2)主、子站實(shí)時顯示接地線在安器具室的狀態(tài)和現(xiàn)場使用情況;(5)實(shí)現(xiàn)不同類型電壓等級地線的同時管理;(9)實(shí)時跟蹤現(xiàn)場地線使用狀態(tài);(10)提供詳細(xì)的地線使用記錄可供查詢。3特征性3.1防誤服務(wù)器防誤服務(wù)該方案增加了一個用于完成防誤功能的核心設(shè)備———防誤服務(wù)器,該服務(wù)器集中管理所有站的數(shù)據(jù),為所有站提供防誤功能服務(wù)。可實(shí)現(xiàn)各站狀態(tài)同步、遙控操作閉鎖、站間閉鎖、唯一操作權(quán)、數(shù)據(jù)唯一性等功能。3.2安全防誤服務(wù)器本身融合了“權(quán)限管理、唯一操作權(quán)管理、模擬預(yù)演、實(shí)時邏輯判斷、閉鎖元件”五個方面,完整地實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備操作的防誤功能。3.3可靠性具備雙機(jī)互備冗余功能,當(dāng)其中一臺主機(jī)故障時,備份主機(jī)自動切換,保證操作正常進(jìn)行,提高了系統(tǒng)的可靠性。3.4控中心實(shí)現(xiàn)情況系統(tǒng)調(diào)試、維護(hù)、升級方便,數(shù)據(jù)維護(hù)既可在調(diào)控中心進(jìn)行,又可在防誤工作站或受控站進(jìn)行,維護(hù)完成后數(shù)據(jù)自動同步。系統(tǒng)可以靈活配置,整個系統(tǒng)可以規(guī)劃為一級、二級、三級、四級結(jié)構(gòu)等。3.5范圍本方案適用“調(diào)控一體化”下的多層次集控管理模式。調(diào)控中心(集控中心)、運(yùn)維操作隊均采用計算機(jī)作為操作界面。4運(yùn)行模式4.1控制板操作操作人員接受到操作任務(wù)后,在受控站防誤主機(jī)上模擬預(yù)演操作票,模擬預(yù)演結(jié)束后,當(dāng)遇到斷路器或隔離開關(guān)操作時,受控站防誤主機(jī)通過受控站的IEC61850智能防誤裝置對智能閉鎖單元下達(dá)解鎖操作命令,智能閉鎖單元解鎖成功后,受控站監(jiān)控主機(jī)按照遙控操作的步驟進(jìn)行操作,遙控操作完成后,再由受控站防誤主機(jī)對IEC61850智能防誤裝置對智能閉鎖單元下達(dá)閉鎖操作命令,恢復(fù)閉鎖。對整個操作序列重復(fù)以上操作,直到操作結(jié)束。如果遇到緊急情況不需要模擬解鎖,可以通過授權(quán)方式進(jìn)行緊急解鎖。4.2智能鎖單元的解鎖操作受控站的程序操作由受控站的防誤主機(jī)和監(jiān)控主機(jī)共同完成。人員接受到調(diào)度人員的操作任務(wù)后,首先在受控站的防誤主機(jī)上對要操作的斷路器或隔離開關(guān)進(jìn)行模擬(或直接調(diào)用指令票),設(shè)備通過五防邏輯判斷后,受控站的防誤主機(jī)把生成的操作執(zhí)行序列發(fā)送給監(jiān)控主機(jī),由監(jiān)控主機(jī)實(shí)現(xiàn)控制操作。首先由受控站的防誤主機(jī)通過受控站的IEC61850智能防誤裝置對智能閉鎖單元下達(dá)解鎖操作命令,智能閉鎖單元解鎖成功后,受控站的防誤主機(jī)按照遙控操作的步驟進(jìn)行操作,遙控操作完成后,再由受控站的防誤主機(jī)通過受控站的IEC61850智能防誤裝置對智能閉鎖單元下達(dá)閉鎖操作命令,恢復(fù)閉鎖。如此自動順序進(jìn)行,不需要人工干預(yù)。如果操作過程中出現(xiàn)事故或異常,系統(tǒng)自動停止,由運(yùn)行人員干預(yù)處理。程序化操作具體步驟如下:(1)根據(jù)調(diào)令開操作票,操作票與模擬預(yù)演可以合在一起,操作票開完后,需要審核、批準(zhǔn)。(2)防誤系統(tǒng)模擬完成之后,轉(zhuǎn)執(zhí)行操作,并把操作序列發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)對操作序列進(jìn)行人工確認(rèn),并通過身份驗證后,進(jìn)入程序化操作狀態(tài)。(3)防誤系統(tǒng)根據(jù)模擬預(yù)演的順序,通過智能閉鎖單元解鎖當(dāng)前待操作設(shè)備的遙控閉鎖接點(diǎn),解鎖成功后,通知監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)前操作步驟。(4)監(jiān)控系統(tǒng)判斷當(dāng)前操作步為序列中的正確設(shè)備后,執(zhí)行本步遙控操作。(5)監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)狀態(tài)量或潮流量判斷當(dāng)前設(shè)備遙控完成后,等待下一個設(shè)備的遙控操作。(6)防誤系統(tǒng)收到當(dāng)前設(shè)備的正確變位信號后,恢復(fù)當(dāng)前設(shè)備的閉鎖。(7)重復(fù)執(zhí)行3~6步,直到整個程序化操作結(jié)束。(8)中間任意一步失敗,本次程序操作將終止執(zhí)行。在操作過程中可人工中止當(dāng)前的程序化操作。4.3智能防誤裝置解鎖請求解鎖操作人員接受到操作任務(wù)后,在調(diào)度中心的監(jiān)控后臺上對設(shè)備進(jìn)行遙控操作,受控站的遠(yuǎn)動裝置接收到操作命令后,首先向受控站的61850智能防誤裝置發(fā)送解鎖請求,智能防誤裝置接收到解鎖請求后,進(jìn)行防誤邏輯驗證,通過后,智能防誤裝置對智能閉鎖單元下達(dá)解鎖操作命令,智能閉鎖單元解鎖成功后,智能防誤裝置向遠(yuǎn)動裝置發(fā)送允許操作指令,遠(yuǎn)動裝置接收到指令后向間隔層的測控裝置下達(dá)遙控執(zhí)行命令,遙控操作完成后,智能防誤裝置主動對智能閉鎖單元下達(dá)閉鎖操作命令,恢復(fù)閉鎖。重復(fù)以上操作,直到操作結(jié)束。如果遇到緊急情況可以通過遠(yuǎn)動裝置向智能防誤裝置進(jìn)行總解鎖。5調(diào)控一體化模式將是智能變電站的主要受制在現(xiàn)有變電站微機(jī)防誤系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過升級、改造,建設(shè)智能化防誤系統(tǒng),并搭建調(diào)控中心、運(yùn)維所和受控站三層防誤架構(gòu),不僅建立了變電站智能化防誤系統(tǒng),還完善了“調(diào)控一體化”運(yùn)行模式下的防誤全面性和強(qiáng)制性要求。保障了電網(wǎng)的安全運(yùn)行,積極促進(jìn)了“三集五大”項目的推進(jìn)和智能化變電站的推廣。隨著智能電網(wǎng)的建設(shè),調(diào)控一體化模式已成為發(fā)展趨勢。從安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等多方面考慮,