試析如何實現變電站程序化操作及其控制條件

摘要：目前國內變電站自動化系統經過多年發展已達到較高的技術水平，其中一些GIS、HGIS變電站的一次設備和二次設備已經具有很高的可靠性和可控性，具備了實施程序化操作的條件。通過在湖南省第一座500kVHGIS變電站星城變進行的一年多程序化操作試驗，總結了如何實現程序化操作、實現程序化操作的優點和控制要點，提高了運行工作效率和操作正確率，有效防止運行過程中的誤操作。程序化操作將逐漸成為無人值班變電站發展的必然。

關鍵詞：程序化操作；控制；狀態

作者簡介：肖奕（1977-），男，湖南紹陽人，湖南省電力公司檢修公司，工程師；楊昕（1978-），女，湖南長沙人，湖南省電力公司檢修公司，工程師。（湖南 長沙 410005）

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）33-0142-02

程序化操作是無人值班變電站實現遠方遙控操作發展的必然趨勢，其最大的特點是減少甚至杜絕因為人為原因導致的誤操作，全面提高自動化應用水平，達到減員增效、簡化操作流程、提高管理效率的目的，并且能夠縮短突發事故情況下電網的恢復時間。但是，程序化操作的實現對一二次設備操作的可靠性和邏輯判斷的正確性要求非常高，如何保證指令和操作的正確性需要在程序化操作的過程中增加操作控制和邏輯判別的條件，對每個狀態變化進行操作前的條件確認和操作后狀態變化正確的確認，以安全實現程序化操作的到位和異常情況下的閉鎖。

一、程序化操作的簡介

程序化操作就是預先定義好操作序列。實際操作時完全依照預先定義序列或者根據該序列自適應形成實際操作序列，以達到“一鍵操作”的目的。將一個程序化操作抽象為操作票，該操作票對應一個狀態到另一狀態的切換，并包含有先后操作順序的操作步驟。每步驟包括操作前判斷邏輯（防誤邏輯）、操作內容、操作后確認條件（確認操作是否成功）。

二、程序化操作的控制條件

1.程序化控制軟件應具備程序化控制操作票預演功能

對于預演錯誤應能及時否定，如預演不通過則程序化控制操作票不能生成；預演結果不應改變各電氣設備實際的遙信狀態和遙測值，不應啟動程序化控制程序，不應發出控制命令。

2.程序化控制軟件應具備“五防”在線和判斷功能

“五防”是防止電力系統出現誤操作的可靠保證。通常的“五防”是指防止電力系統倒閘操作中經常發生的五種誤操作事故，即誤分合開關、帶負荷拉合隔離開關、帶地刀合隔離開關、帶電合地刀（掛接地線）以及誤入帶電間隔。“五防”作為電力系統防誤操作的重要手段，在進行電力系統實際設備操作的時候有必要按照“五防”的基本要求，避免不必要的誤操作。因此在直接遙控實際設備的程序化操作過程中，操作主站（集控站）系統應該內嵌“五防”判斷邏輯，并且在操作過程中顯示每一步的“五防”校驗結果。

3.程序化控制軟件應具備監護人功能

目前，雙人雙機遠方監護操作已經成為湖南省防止誤操作的有效手段。而作為程序化操作的一步到位的操作方式更需要操作命令和操作順序的監護到位。即操作人員在進行實際程序化操作執行的時候，在選定操作序列（及對應操作序列的設備）后選擇相應的監護人，點擊順序控界面上的監護人右面的“發送”按鈕，系統會自動將當前要操作的序列及對應于該序列的操作設備（包括操作順序）發送到選定的監護人所在的監護節點（監護人所在的機器）。監護人根據當前要操作的序列及對應的操作設備與集控運行人員發送過來的操作序列和操作設備進行校驗檢查。如果發現無誤，輸入個人密碼，并點擊確定。此時集控操作員所在的界面就會收到監護人同意并通過本次操作的信息窗。此時集控操作員就可以進行實際的程序化操作。

4.程序化控制軟件應具備檢無流功能

在對實際設備進行遙控操作的時候，設備有可能因為誤動作，在遙控成功后設備又回復到原來狀態。為了更好地判斷當前操作是否成功，要增加對操作設備電流的檢測功能。檢無流功能，首先通過讀取斷路器信息表中采集上來的電流值current_result_flag，在程序中增加對該電流標志current_result_flag的判斷的語句。若當前的電流標志current_result_flag與遙控狀態標志yk_result_flag均滿足要求，則輸出遙控結果成功語句。反之，若遙控不成功，判斷是因為遙控操作標志yk_result_flag還是因為電流標志current_result_flag導致的遙控不成功，并輸出。

5.程序化控制軟件應按操作票的順序逐項控制

即只有在上一步程序化控制操作成功執行之后才能執行下一步操作命令，并具備防誤閉鎖功能和手動緊急閉鎖功能。

6.程序化控制軟件具備電氣運行狀態判斷功能

程序化控制前、中、后，程序必須能夠根據開關閘刀等位置正確判斷當前狀態。

7.程序化控制軟件應具備選擇“連續”或“單步”的控制方式

在順控過程中進行實際遙控的時候，可以通過選擇執行方式選擇“連續”還是“單步”。如果此時選擇的是“連續”執行方式，如果此時運行人員選擇的操作序列（包括對應該序列的操作設備）在得到監護人確認后，點擊“開始”按鈕。那么，順控就會自動執行完整個序列。如果選擇“單步”執行方式，如果此時運行人員選擇的操作序列（包括對應該序列的操作設備）在得到監護人確認后，點擊“開始”按鈕，則程序化控制軟件在執行操作序列的時候，每完成一步都會提示操作人是否執行下一步。

8.程序化控制軟件應具備反應設備命令執行、狀態檢查的信息界面

在程序化操作過程中進行實際遙控的時候，集控操作員最需要了解的是操作執行情況和設備狀態變化。在程序化操作界面上應該具備信息界面的功能，可以通過信息界面來判斷設備在操作過程中位置狀態的變化、設備的控制成功與否。

三、程序化操作設備狀態的定義

本系統主要針對220kV及其以上進線間隔、220kV母線PT間隔、220kV母聯分段間隔、主變三側間隔運行轉冷備用、冷備用轉運行的程序化操作，并在程序化操作程序中配置相應的間隔典型操作票。

以進線間隔為例，在程序化操作程序中配置定義如下三種間隔狀態的操作票：

1.運行狀態

斷路器及兩側刀閘合上，斷路器兩側接地刀閘分開，線路地刀分開。

2.熱備用狀態

斷路器分開，兩側刀閘合上，斷路器兩側接地刀閘分開，線路地刀分開。

3.冷備用狀態

斷路器及兩側刀閘分開，斷路器兩側接地刀閘分開，線路地刀分開。

四、程序化操作

湖南省500kV電網運行集中監控中心使用的計算監控平臺是南瑞科技公司的OPEN3000系統。其程序化控制軟件和平臺就是以該系統基礎進行功能擴展的。其執行過程如下：

在總控臺點擊序列控制按鈕。在程序化操作界面生成506間隔由運行轉冷備用的操作順序票，并在線進行模擬預演并通過。

在序控界面上直接選擇要操作的廠站間隔下的序列。如圖1所示，選擇506間隔由運行轉冷備用，需要執行第一步運行轉熱備用，第二步熱備用轉檢修的兩個狀態的操作，依次拉開506、5063、5061。

進行集控站主系統的防誤校驗，驗證操作順序的正確性。

開始操作，集控操作員選擇監護節點為dev2-1。點擊發送按鈕。此時在本機上就會顯示圖2所示等待窗口。在dev2-1工作站上會彈出批量遙控監控窗口等待dev2-1工作站的用戶確認。確認完畢。

在集控操作員本機上彈出圖3所示監護員通過提示窗。點擊確定，圖4中的開始、停止按鈕就會正常顯示。反之則彈出監護員拒絕的信息窗，同時圖2中的開始、停止按鈕反灰顯示。

程序化操作監護員通過，則可以執行遙控操作。點擊開始按鈕，開始遙控預置。若遙控預置成功，系統就會自動進行遙控執行步驟操作。若遙控執行成功，此時界面上會彈出連續控制結束提示窗。如圖5所示，點擊確定，退出本次序列操作。

五、結論

湖南省500kV集控中心的建立從硬件到軟件都給人們提出了許多新的要求，很多方面的建設都是從零開始，面臨更多的挑戰，有待更深入的研究、探討。程序化操作是實現“集中監控+無人值班”變電站發展的必然趨勢。以上是立足于現階段進行程序化操作的過程中需要控制的要點和實現操作的方法。當然，該項目由于涉及到很多運行管理、操作執行的關鍵問題需要進一步解決，還存在方方面面應用上的問題有待改進。通過本文希望大家了解如何進行程序化操作和操作過程中應該滿足哪些控制條件。

（責任編輯：王祝萍）