一種跨站五防閉鎖系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

鄧佃毅，王國(guó)平

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏蘭察布電業(yè)局，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

0 引 言

安全是電力系統(tǒng)的根本要求，是實(shí)現(xiàn)可靠供電的基礎(chǔ)，防止電氣誤操作一直是電力安全生產(chǎn)的重要工作[1]。隨著電網(wǎng)向智能化逐步發(fā)展，變電站逐步采用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，逐步實(shí)現(xiàn)了變電站無(wú)人值守，而微機(jī)五防技術(shù)已逐漸落后于電網(wǎng)的發(fā)展[2]。變電站的運(yùn)行模式和五防閉鎖要求發(fā)生了變化，需要新的五防閉鎖系統(tǒng)以滿(mǎn)足實(shí)際工作。

目前，變電站大多已采用調(diào)控一體化運(yùn)行模式，但各變電站的五防閉鎖系統(tǒng)仍然采用相互獨(dú)立的一體化五防閉鎖系統(tǒng)，現(xiàn)有的五防閉鎖系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際運(yùn)行的需求，當(dāng)操作站與站之間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上設(shè)備時(shí)，由于沒(méi)有實(shí)現(xiàn)跨站五防閉鎖，可能會(huì)出現(xiàn)如下兩種誤操作：第一，線(xiàn)路一側(cè)在運(yùn)行狀態(tài)，而另一側(cè)將接地刀閘合上；第二，線(xiàn)路的一側(cè)接地刀閘在合閘位置，另一側(cè)恢復(fù)送電。

在電網(wǎng)的實(shí)際調(diào)度運(yùn)行中，站間的五防閉鎖完全依賴(lài)于值班調(diào)度員和變電值班員員。站間五防，是電網(wǎng)五防閉鎖系統(tǒng)急需解決的一個(gè)問(wèn)題。本文擬在現(xiàn)有五防閉鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上研究具備跨站五防閉鎖功能的跨站五防閉鎖系統(tǒng)。

1 跨站五防閉鎖系統(tǒng)必要性分析

烏蘭察布電業(yè)局變電站采用珠海優(yōu)特電力科技股份有限公司的JOYO-J 集控防誤系統(tǒng)，由于多方面的原因，僅實(shí)現(xiàn)了各變電站獨(dú)立的一體化五防閉鎖。然而，對(duì)于站間的五防閉鎖問(wèn)題，一體化五防閉鎖系統(tǒng)不能解決，烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)近年來(lái)操作次數(shù)統(tǒng)計(jì)如圖1所示。

圖1 烏蘭察布地區(qū)電網(wǎng)近年操作次數(shù)

從圖1 可以看出，站間操作次數(shù)占總操作次數(shù)的21.5%。而這部分操作沒(méi)有實(shí)現(xiàn)五防閉鎖，當(dāng)發(fā)生本側(cè)帶電對(duì)側(cè)掛接地線(xiàn)（合接地刀閘）、本側(cè)有接地線(xiàn)（接地刀閘）對(duì)側(cè)送電等誤操作情況時(shí)，由于沒(méi)有實(shí)現(xiàn)站間五防閉鎖，從而導(dǎo)致惡性事故的發(fā)生。因此，亟需建立一套跨站五防閉鎖系統(tǒng)來(lái)反映實(shí)時(shí)的運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)調(diào)控中心、運(yùn)維站五防閉鎖功能及操作票的統(tǒng)一管理任務(wù)。

2 跨站五防閉鎖系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

2.1 方案設(shè)計(jì)

在變電站現(xiàn)有的五防閉鎖系統(tǒng)基礎(chǔ)上，在調(diào)控層增加調(diào)控中心跨站五防服務(wù)器，建立以調(diào)控中心為核心，連接各運(yùn)維主站；運(yùn)維層增加運(yùn)維主站跨站五防服務(wù)器，建立以運(yùn)維主站為核心，連接所轄各子站；將五防工作站與監(jiān)控系統(tǒng)相連接，依托現(xiàn)有的五防網(wǎng)絡(luò)接口，將各變電站的五防閉鎖系統(tǒng)納入建立跨站五防網(wǎng)絡(luò)，使用光纖通信實(shí)現(xiàn)各變電站的五防信息共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)更新，將分散在變電站的防誤閉鎖系統(tǒng)有效結(jié)合起來(lái)，建立一個(gè)使用網(wǎng)絡(luò)連接、統(tǒng)一整體、高度智能化的跨站五防閉鎖系統(tǒng)。跨站五防系統(tǒng)服務(wù)器配置關(guān)系如圖2 所示。

圖2 跨站五防系統(tǒng)服務(wù)器配置關(guān)系

2.2 功能實(shí)現(xiàn)

利用JOYO-J 五防閉鎖系統(tǒng)的通信接口，首先將所有子站的監(jiān)控系統(tǒng)與五防閉鎖系統(tǒng)進(jìn)行通信；其次根據(jù)各主站所管轄子站的范圍，將各子站五防閉鎖系統(tǒng)與主站的跨站五防閉鎖系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行通信，并將主站的五防閉鎖系統(tǒng)服務(wù)器與主站監(jiān)控系統(tǒng)、五防閉鎖系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)主站內(nèi)部各子站之間的跨站五防閉鎖；最后將各主站跨站五防閉鎖系統(tǒng)服務(wù)器與調(diào)控中心的跨站五防閉鎖系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行通信，并將調(diào)控中心的五防閉鎖系統(tǒng)服務(wù)器與調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)、五防閉鎖系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)范圍內(nèi)各變電站之間的跨站五防閉鎖功能。

2.2.1 調(diào)控中心跨站五防閉鎖系統(tǒng)

調(diào)控中心跨站五防服務(wù)器主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)各主站之間、某一主站與另一主站內(nèi)某一子站之間、兩個(gè)主站的子站之間的跨站五防閉鎖，同時(shí)作為某一主站內(nèi)部各子站之間的跨站五防閉鎖的后備，并負(fù)責(zé)跨站五防閉鎖系統(tǒng)的管理維護(hù)。調(diào)控中心跨站五防服務(wù)器與調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)通信，既可實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備狀態(tài)的讀取，又可向監(jiān)控系統(tǒng)反饋虛遙信點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遙控操作的閉鎖功能，同時(shí)可與主站、子站進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)位，保證調(diào)控中心、主站、子站設(shè)備狀態(tài)的一致性。

調(diào)控中心五防工作站可進(jìn)行模擬預(yù)演、開(kāi)票，執(zhí)行操作票的工作，既可監(jiān)護(hù)主站開(kāi)票，也可跟蹤操作進(jìn)程，及時(shí)終止誤操作現(xiàn)象。

2.2.2 主站跨站五防閉鎖系統(tǒng)

主站跨站五防服務(wù)器實(shí)現(xiàn)主站內(nèi)部各子站之間的跨站五防閉鎖，并負(fù)責(zé)主站范圍內(nèi)跨站五防閉鎖系統(tǒng)的維護(hù)和管理。主站跨站五防服務(wù)器與主站的監(jiān)控系統(tǒng)通信，既可實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備狀態(tài)的讀取，又可向監(jiān)控系統(tǒng)反饋虛遙信點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遙控操作的閉鎖功能。同時(shí)可與調(diào)控中心、子站進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)位，保證調(diào)控中心、主站、子站設(shè)備狀態(tài)的一致性。

主站五防工作站可進(jìn)行模擬預(yù)演、開(kāi)票，執(zhí)行操作票的工作，既可監(jiān)護(hù)主站、子站開(kāi)票，也可跟蹤操作進(jìn)程，及時(shí)終止誤操作現(xiàn)象。

2.2.3 變電站五防閉鎖系統(tǒng)

該系統(tǒng)具有原變電站五防閉鎖系統(tǒng)的所有功能，可實(shí)現(xiàn)站控層、間隔層、過(guò)程層的五防閉鎖，既可接收主站下傳的電子票進(jìn)行子站的五防閉鎖操作，也可在子站進(jìn)行擬票進(jìn)行五防閉鎖操作。

五防閉鎖系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)互傳遙信，既可實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備狀態(tài)的讀取，又可向監(jiān)控系統(tǒng)反饋虛遙信點(diǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遙控操作的閉鎖功能，同時(shí)可與調(diào)控中心、主站進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)位，保證調(diào)控中心、主站、子站設(shè)備狀態(tài)的一致性。

這個(gè)跨站五防閉鎖系統(tǒng)，可保證調(diào)控中心跨站五防服務(wù)器、主站跨站五防服務(wù)器和變電站五防閉鎖系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)的一致性，有效消除站間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)的防誤盲區(qū)。在原站端五防防誤邏輯基礎(chǔ)上，建立站間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)防誤邏輯，通過(guò)五防規(guī)則校驗(yàn)，在跨站五防閉鎖系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)站內(nèi)、站與站之間聯(lián)絡(luò)線(xiàn)上設(shè)備的閉鎖，從而有效杜絕帶電掛接地線(xiàn)（合接地刀閘）、帶地線(xiàn)（接地刀閘）送電惡性事故的發(fā)生，提升電網(wǎng)整體防誤能力，大大加強(qiáng)電網(wǎng)的安全性。

2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)跨站五防系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，本文設(shè)計(jì)了兩種備選方案作為跨站五防閉鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，分別如圖3、圖4 所示。

圖3 跨站五防閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（方案一）

圖4 跨站五防閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（方案二）

由圖3、圖4 可知，跨站五防閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案二與方案一的差別在調(diào)控中心多配置了一套跨站五防服務(wù)器，方案一可節(jié)省一套五防服務(wù)器，可降低成本。

對(duì)于主站的跨站五防服務(wù)器，調(diào)控中心跨站五防服務(wù)器可作為其備用，故配置一套即可滿(mǎn)足工作需求。但對(duì)于調(diào)控中心跨站五防服務(wù)器，只配置一套，若出現(xiàn)故障，將不能實(shí)現(xiàn)各主站之間、某一主站與另一主站內(nèi)某一子站之間、兩個(gè)主站的子站之間的跨站五防閉鎖功能，存在安全隱患。由于五防閉鎖系統(tǒng)在電力系統(tǒng)電器操作中的重要地位，本文的跨站五防閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選擇方案二。含受控站的跨站五防閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5 所示。

圖5 跨站五防閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 結(jié) 論

本文分析了目前五防閉鎖系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合烏蘭察布電業(yè)局五防閉鎖系統(tǒng)的實(shí)際情況，分析了建立跨站五防閉鎖系統(tǒng)的必要性。然后基于變電站現(xiàn)有的五防閉鎖系統(tǒng)給出了跨站五防閉鎖系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)、功能實(shí)現(xiàn)，對(duì)比分析了兩種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最終確定本文的跨站五防閉鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過(guò)分析該方案可實(shí)現(xiàn)變電站內(nèi)部和站間的跨站五防閉鎖功能，根據(jù)該方案可實(shí)現(xiàn)地區(qū)電網(wǎng)五防閉鎖功能的100%全覆蓋。