在线式五防系统在110kV安铺变电站的应用_变电站五防系统

　　摘要:本文主要介绍变电站在设计过程中采用变电站在线式五防系统技术，实现在线式五防功能的流程及其特点和要求，进一步提高变电站五防系统可靠性，缩短运行操作时间，有效提高变电站运行操作效率，进一步降低误操作风险，确保电网安全稳定运行。
　　关键词：在线式五防系统；IEC61850；GOOSE
　　中图分类号：TM73 文献标识码：A
　　引言
　　目前，变电站的防误闭锁形式主要有：微机闭锁、机械程序锁、电气闭锁等。随着综合自动化系统的进一步发展，电力系统对变电站的防误提出了更高的要求。另一方面，近年来，IEC61850的应用和推广，五防系统采用GOOSE技术，使计算机监控防误操作系统的功能更加强大。
　　1工程介绍
　　110kV安铺变电站综合改造工程是广东电网公司推广应用在线式五防系统新技术的工程之一。工程规模：110kV为单母分段，两回110kV线路，两台40MVA变压器，10kV为单母分段，20回10kV出线，4组电容器组以及10kV分段。监控系统为南京南瑞继保工程技术有限公司的产品，在线式五防锁为南京胜太电力系统有限公司的产品。
　　2在线式五防的定义和系统构成
　　2.1在线式五防的定义
　　 在线式五防系统是充分利用变电站自动化系统全站监控功能，经集成在自动化系统后台软件中五防模块及测控装置中间隔五防模块对电气操作防误闭锁实时判断，对满足防误闭锁操作条件的电气设备开放操作的一套防误闭锁系统，取消了电脑钥匙和机械锁具，实现了操作项逐项开放和闭锁。
　　2.2在线式五防系统的构成
　　在线式五防系统采用三层防误设计，站控层实现全站防误闭锁和操作票顺序闭锁，间隔层通过监控网络也可以实现全站防误闭锁，设备层通过电气闭锁实现本间隔的防误闭锁。系统采用冗余设计，网络采用双以太网护为备用。在线式五防系统主要由五防工作站、在线式五防专用锁具、可遥控空气开关三部分组成；在线式五防系统与变电站自动化系统一体化配置，五防工作站能与操作员站切换/互为备用；在线式五防专用锁具、可遥控空气开关受监控五防及测控五防控制，并提供反映分、合状态的辅助接点。站控层设备与其他设备通信通过MMS传输实现，间隔层测控装置之间通信通过GOOSE传输实现。MMS网络和GOOSE网络合一，应用VLAN技术，防误闭锁GOOSE信息响应时间小于10ms。
　　图1在线式五防系统结构示意图
　　2.3在线式五防系统的回路设计
　　在线式五防系统具有完善的全站性逻辑闭锁功能，除判别本间隔电气回路的闭锁条件外，还对其它跨间隔的相关闭锁条件进行判别。能够实现对全站设备的监控功能。能够采集齐全一次设备的状态信息，包括开关设备、刀闸、网门、临时接地线等。设备状态信息的采集为实时在线采集的方式。变电站的防误操作系统的操作界面应具备变电站完整的一次接线图，接线图准确反映相应的现场设备状态；对于设备的不同状态，接线图上用不同的颜色加以区别；当现场设备状态改变时，接线图自动及时更新。在线式五防系统具备模拟预演操作功能，只有模拟操作成功才能够进行实际操作。具有智能操作票功能，当模拟操作成功后，能够根据需要自动生成操作票。具备良好的兼容性、互操作性。具备报警功能。若发现错误，应闭锁该项操作并报警，并输出提示信息，给出错误原因。具备故障解锁功能.当设备发生故障时,应能够跳过逻辑判别直接进行解锁操作。防误规则库系统应能够采集模拟量（电压、电流）信息，并纳入防误闭直观的文本显示。
　　3在线式五防系统操作流程
　　图2 可遥控开关/刀闸控制回路示意图
　　监控系统完成五防逻辑判断和操作票顺序判断后，闭合相应的五防闭锁节点。全站范围内只有一个正确的设备可以控制。监控系统对五防闭锁节点的控制也经过测控装置间隔间隔层全站五防逻辑判断。在监控系统故障的情况下，由测控装置控制五防闭锁节点，实现间隔层全站五防。当运行人员根据操作票预演后，系统就有了和操作票对应的操作序列。在每一步操作之前，监控系统对当前的操作步骤进行五防逻辑判断，判断满足后，发送命令给相应的测控装置。测控装置不仅要接收遥控命令，还要接收监控系统发送的闭锁和解锁命令，结合测控装置间隔层逻辑判断，来控制五防闭锁节点的打开和闭合。
　　(1)对于监控系统的遥控操作，每步操作必须经过监控系统的五防逻辑判断和操作票顺序判断，这是监控系统的按票操作功能实现的。
　　(2)对于测控屏的当地操作，每步操作前闭锁经过监控系统的五防逻辑判断和操作票顺序判断，这是通过串入回路的五防闭锁节点实现的。
　　(3)对于端子箱就地操作，五防闭锁节点串入端子箱就地操作回路，每步操作必须经过监控系统的五防逻辑判断和操作票顺序判断，还经过测控装置的五防逻辑判断，这是通过串入回路的五防闭锁节点实现的。因此在就地操作时，只有操作票上当前的步骤才能操作，即使走错间隔，由于五防闭锁接地没有闭合，不会引起误操作。
　　(4)对于接地线和网门等手动操作，采用专用的电磁锁具来实现接地线和网门的状态返回，状态通过遥信的方式接入到监控系统，通过专用五防电磁锁回路中串入五防闭锁节点，控制专用的电磁锁是否可以打开，从而实现手动设备的五防闭锁功能。
　　4在线式五防系统异常情况及解决办法
　　监控五防系统出现异常重启后，防误闭锁状态能自恢复至重启前状态。开操作票期间监控五防系统出现异常重启后，能恢复至重启前开票状态，原操作票不丢失可继续开票。五防工作站出现异常无法正常工作时，其他操作员站可以设置为五防工作站。为了满足在线式五防系统在故障或检修时操作的需要，在测控屏上设置有三工位的五防解锁转换开关：
　　工位一（监控五防）：监控五防有效、间隔五防有效、电气闭锁有效；
　　工位二（间隔五防）：监控五防无效、间隔五防有效、电气闭锁有效；
　　工位三（五防解锁）：监控五防无效、间隔五防无效、电气闭锁有效。
　　监控系统正常运行时，转换开关打在"监控五防"位置，各级遥控和就地操作都经过五防系统判断；当监控系统故障时，把转换开关打在"间隔五防"位置，所有的操作经测控装置内部逻辑判断，满足间隔层五防逻辑闭锁和控制；当测控装置故障时，把转换开关打在“五防解锁”位置，短接了五防系统控制节点，此时只有电气闭锁回路有效。
　　结语
　　110kV安铺变电站在线式五防系统经广东省电力科学研究院等单位现场测试和验收并成功投运。在线式五防系统的应用，简化了运行人员操作步骤，减少运行人员的工作量，降低运行作业风险，提高操作的稳定性和可靠性，推动了变电站自动化技术的发展，为变电站安全稳定运行提供技术保障。
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