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        智能變電站順控操作的一些細(xì)節(jié)討論

        2015-11-24 11:09:34李毅
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2015年26期
        關(guān)鍵詞:智能變電站

        李毅

        摘 要:在智能變電站,順序控制操作方式已經(jīng)成為發(fā)展趨勢,相比傳統(tǒng)的人工操作方式,順控操作能大量節(jié)省時間和人力物力,但隨著順控的推廣,一些細(xì)節(jié)方面的問題已經(jīng)擺上了臺面,如果操作中出現(xiàn)突發(fā)狀況的處理對策,以及操作后的位置檢查等。該文將對這些細(xì)節(jié)問題進(jìn)行討論,并提出一些筆者的觀點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:智能變電站 順序控制 雙位置判據(jù) 斷路器 隔離開關(guān) 保護(hù)裝置

        中圖分類號:TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)09(b)-0108-02

        智能變電站的推廣和發(fā)展,給變電站倒閘操作帶來了一種全新的方式,那便是程序化操作。程序化操作簡稱為順控操作,是通過定義不同的運(yùn)行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化方式,將固定的操作票寫入遠(yuǎn)動機(jī)或后臺機(jī)等,在進(jìn)行操作時,如某間隔由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修,由相關(guān)的程序自動進(jìn)行操作以完成設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。

        很顯然,順控操作具有諸多好處,它可以大大減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度,有效緩解當(dāng)下不斷增多的變電站與運(yùn)行人員相對缺少的矛盾,以應(yīng)對無人值班變電站的需求,還能在操作中很大程度上減少人為誤操作的可能,提高操作的安全和效率。

        由表1可見,順控操作在當(dāng)下具有極大的推廣意義,實(shí)際上在最近幾年新站建設(shè)中,已被大量采用。筆者從事變電站現(xiàn)場施工工作多年,對于順控操作有一定的了解和研究,關(guān)于其中的一些細(xì)節(jié)部分,提出了自己的見解,以供探討。

        先簡要介紹一下順控的原理,寫有操作票的主機(jī)(遠(yuǎn)動機(jī)或后臺服務(wù)器),在收到操作命令后,首先與五防邏輯進(jìn)行比較,通過五防驗(yàn)證后,主機(jī)便會按照固定的操作流程逐步進(jìn)行遙控操作。在每一步操作前會進(jìn)行條件確認(rèn),遙控出口后,再檢查操作結(jié)果是否達(dá)到預(yù)期,最終完成一個間隔乃至全站運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。其中操作的對象可以是開關(guān)和電動刀閘,也可以是保護(hù)裝置或其他可以遙控的對象。以下從三個方面,對順控過程中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行討論。

        1 操作前的條件確認(rèn),并應(yīng)具有智能提示功能

        作為智能變電站的順控操作,應(yīng)該不僅能完成人工操作所必須的步驟,理應(yīng)能實(shí)現(xiàn)更多功能,以體現(xiàn)智能化的初衷。在人工操作時,每項(xiàng)操作步驟之前,操作人員會核查被操作設(shè)備的狀態(tài),新設(shè)備投運(yùn)前還會檢查諸如壓板等保護(hù)裝置的狀態(tài),那么智能站順控操作時,在執(zhí)行每一項(xiàng)操作步驟之前,也應(yīng)檢查以上內(nèi)容。除此之外,還應(yīng)能根據(jù)具體的操作對象,加入以下條件,當(dāng)條件滿足時,繼續(xù)操作;不滿足時,暫停并報出提示內(nèi)容,告訴運(yùn)行人員是哪一條異常信號的發(fā)出而阻止了操作的繼續(xù)。

        斷路器。在操作斷路器之前,不僅只檢查斷路器的分合位置,智能站還應(yīng)能檢查一些其余能表示斷路器工作狀態(tài)的遙信,這些信號有以下:控制回路斷線,彈簧未儲能,SF6氣壓低閉鎖,就地信號等,一旦出現(xiàn)以上信號,則表示斷路器不能進(jìn)一步進(jìn)行操作,那么智能站順控操作就應(yīng)該暫停,并報出提示,由運(yùn)行人員再進(jìn)一步人工干預(yù),如果是如SF6氣壓低閉鎖等需檢修人員處理的問題,則人工終止該操作,等待處理。

        隔離開關(guān)。隔離開關(guān)電動操作機(jī)構(gòu)雖然比斷路器簡單的多,但按照廠家設(shè)計(jì),也能報出電動機(jī)構(gòu)不能進(jìn)一步操作的信號,如控制回路失電,電機(jī)電源消失,就地信號等??刂苹芈肥щ姳硎静僮骼^電器將不能被起動,電機(jī)電源消失表示繼電器雖然能動作,但由于電機(jī)沒有電源,機(jī)構(gòu)仍將不能運(yùn)轉(zhuǎn),就地信號則表示不能遙控。出現(xiàn)以上信號,應(yīng)暫停操作并報出提示,由運(yùn)行人員人工處理,處理完畢后視現(xiàn)場設(shè)備情況決定繼續(xù)操作,還是等待檢修人員處理。

        保護(hù)裝置。在操作開關(guān)進(jìn)行送電前,也應(yīng)檢查保護(hù)裝置是否處于正常運(yùn)行狀態(tài),如有裝置閉鎖、裝置報警等信號時,應(yīng)暫停并提示運(yùn)行人員檢查。而需注意的是在母線送電時,PT斷線信號應(yīng)不在檢查的范圍之內(nèi)。另外,還應(yīng)檢查保護(hù)裝置內(nèi)該投的壓板是否確在投運(yùn)位置,如主變送電時的差動壓板,線路送電時的光差壓板等,如果檢查不在投入位置,暫停并提示運(yùn)行人員檢查,如果有些壓板依據(jù)調(diào)度令確實(shí)不在投運(yùn)狀態(tài),則操作可以繼續(xù)。

        2 操作后的檢查判據(jù),應(yīng)滿足新安規(guī)要求

        最新的國家標(biāo)準(zhǔn)新安規(guī)中明確規(guī)定,遠(yuǎn)方操作設(shè)備,應(yīng)有非同源或非同樣原理的兩個及以上的判據(jù)滿足條件,才可以確認(rèn)該操作的完成。在傳統(tǒng)的人工操作方式中,在進(jìn)行每一步的操作后也會有進(jìn)行檢查的項(xiàng)目,諸如斷路器和隔離開關(guān)之類的檢查則是單獨(dú)的一項(xiàng),人工操作完畢后,操作人員會在設(shè)備現(xiàn)場進(jìn)行操作結(jié)果的檢查,如斷路器檢查指示牌所指向的分合位置,隔離開關(guān)每相觸頭是否接觸到位,觸頭臂是否剛過死點(diǎn),如主變或線路送電后檢查是否有負(fù)荷電流等等。

        很顯然,以上檢查項(xiàng)目很難在進(jìn)行順控的過程中進(jìn)行人工檢查,順控操作現(xiàn)在一般要求在監(jiān)控端進(jìn)行遠(yuǎn)方操作,操作人員坐在監(jiān)控站內(nèi)而非變電站內(nèi),如果沒有視頻聯(lián)動是不可能看見設(shè)備的實(shí)況的,且就算順控操作在變電站端實(shí)現(xiàn),操作人員也很難實(shí)現(xiàn)在每一步操作后人工進(jìn)行位置檢查,而換句話說,如果每一步操作都需要人工去檢查位置,那又如何體現(xiàn)智能站順控操作的優(yōu)越性呢?

        所以,操作后設(shè)備位置的檢查是智能站順控操作繞不過去的一道坎,而實(shí)際上在先行的順控操作中,操作過后的位置檢查多以單位置為準(zhǔn),如斷路器和操作開關(guān)只檢查分合位置信號,顯然不滿足新安規(guī)所規(guī)定的雙位置確認(rèn)要求。而根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)和研究,仍將從以下三個方面對該要求進(jìn)行討論。

        斷路器。以往一些順控操作中的判據(jù),只判斷斷路器的分合閘位置,不符合新安規(guī)的雙位置要求。而事實(shí)上在人工操作進(jìn)行位置檢查時,對于斷路器也只能檢查開關(guān)機(jī)構(gòu)箱上的指示牌,或者在送電后檢查負(fù)荷電流,而無法直接檢查斷路器的動靜觸頭是否接觸到位。對于這點(diǎn),開關(guān)機(jī)構(gòu)上的指示牌是安裝在傳動軸上,通過傳動軸間接反映動靜觸頭的接觸情況,而開關(guān)分合位置是通過輔助接點(diǎn)采集,輔助接點(diǎn)則是通過一個連桿連接在傳動軸上的,看起來輔助接點(diǎn)與指示牌都是連接在傳動軸上,那么它們是不是就是同樣原理的呢?筆者認(rèn)為,它們符合非同源或同樣原理的條件,因?yàn)橹甘九剖侵苯友b在傳動軸上,甚至有些指示牌就是傳動軸,所以相比輔助接點(diǎn),它們更能可靠的反應(yīng)開關(guān)實(shí)際位置,畢竟輔助接點(diǎn)與傳動軸之間的連桿有松動或脫落的可能。所以筆者認(rèn)為,斷路器的雙判據(jù)完全可以采用微動開關(guān)來監(jiān)視傳動軸的實(shí)際位置,具體操作起來就是在傳動軸的兩個固定位置各安裝一個微動開關(guān),而微動開關(guān)較短的行程,相比輔助接點(diǎn)的長行程,能更準(zhǔn)確地反應(yīng)開關(guān)的實(shí)際位置,用這個信號來判斷斷路器是否分合閘到位將是傳統(tǒng)位置信號的有效補(bǔ)充,具體方案見圖1、圖2。

        此外,還可以考慮加入電流判據(jù),一般合開關(guān)就是送電,可以引入一個電流限值,超過這個值就認(rèn)為開關(guān)合閘到位,而考慮到有可能短時間內(nèi)沒有負(fù)荷,筆者認(rèn)為更應(yīng)該考慮保護(hù)啟動這個信號,因?yàn)檎2僮鲿r只要合斷路器,就是對設(shè)備的充電,這個設(shè)備可以是主變線路也可以是母線,而只要是充電,就必有相應(yīng)的保護(hù)啟動,所以完全可以考慮將對應(yīng)的保護(hù)裝置保護(hù)啟動信號加入到斷路器的合閘位置判據(jù)中去。

        隔離開關(guān)。與斷路器不同的是,人工操作時能到達(dá)現(xiàn)場直接檢查隔離開關(guān)的觸頭接觸情況,而并非檢查傳動軸上的指示器,所以順控過程中如何檢查隔離開關(guān)的位置,將是一個難題。筆者認(rèn)為,可以在隔離開關(guān)瓷瓶底部加裝傳感器,當(dāng)瓷瓶底部轉(zhuǎn)到固定位置時,相對應(yīng)的傳感器將會接通,通過遙信采集供順控操作判斷使用,也同樣解決了雙位置判據(jù)的問題。不過由于每相隔離開關(guān)的生產(chǎn)工藝問題,傳感器的位置選擇需要耗費(fèi)現(xiàn)場安裝的大量時間,需要反復(fù)試驗(yàn)方才能定下來。此外,還可以考慮在觸頭上加裝傳感器,通過光或者其它的方式將觸頭的接觸情況傳送給下方構(gòu)架上的傳感器,將會更精確的監(jiān)控隔離開關(guān)觸頭的位置,不過實(shí)現(xiàn)起來會有較大難度。

        保護(hù)裝置。在操作過程中同樣需要對保護(hù)裝置進(jìn)行操作,常見的操作有投退壓板、切換保護(hù)定值區(qū)以及更改保護(hù)定值。而需要注意的是,以上這些操作一般會出現(xiàn)在新設(shè)備送電過程中,或者運(yùn)行中單獨(dú)操作,而并非會出現(xiàn)在常見的正常倒方式中,所以實(shí)際上筆者認(rèn)為,對保護(hù)裝置的操作可以不在順控的操作票中。然而遠(yuǎn)方操作保護(hù)裝置時同樣需要滿足雙位置要求,而往往很多軟壓板和定值區(qū)都很難做到雙位置,筆者認(rèn)為完全可以在保護(hù)裝置中再加一塊通信插件,單獨(dú)組網(wǎng),這樣就能將定值區(qū)號及軟壓板位置以兩種非同源的方式上傳,不過目前保護(hù)廠家尚未類似產(chǎn)品。而遠(yuǎn)方更改定值,考慮到將定值的重要性與上傳定值具體數(shù)值的通信可靠度進(jìn)行對比,筆者認(rèn)為目前暫不可實(shí)施,且也無必要實(shí)施。

        3 操作中出現(xiàn)的暫?;蚪K止,應(yīng)可靠閉鎖下一步操作并給出提示

        操作過程中往往會出現(xiàn)一些意外,比如斷路器合閘于故障,斷路器或隔離開關(guān)合閘不到位而引起其他保護(hù)如母線保護(hù)動作等保護(hù)動作,再如操作過程中出現(xiàn)斷路器SF6低告警,操作后出現(xiàn)斷路器控制回路斷線,直流接地等告警,又或者斷路器或隔離開關(guān)操作后不變位,等等一些突發(fā)情況。如果這時是人工操作,操作人員自會檢查現(xiàn)場后判斷如何處理,要么立即解決問題繼續(xù)操作,要么中斷操作匯報調(diào)度。

        而如果這時是順控操作,那么也應(yīng)該具備智能判斷能力。為避免順控程序的復(fù)雜性,以及考慮到與大量的操作相比,操作中出現(xiàn)意外的幾率還是很低,筆者建議,順控操作中只要出現(xiàn)保護(hù)動作信號,就立即中斷操作,提示保護(hù)動作信號,這一點(diǎn)很容易實(shí)現(xiàn),只需要在每一步操作前檢查一下全站事故總信號是否為0即可。然后由操作人員檢查保護(hù)動作情況,判斷是否再進(jìn)行下一步操作,比如是恢復(fù)原有運(yùn)行方式還是繼續(xù)遙控操作,或者聯(lián)系檢修人員進(jìn)行處理。

        而告警信號由于可能出現(xiàn)的內(nèi)容比較多,寫入順控程序太復(fù)雜,筆者覺得完全可以由遠(yuǎn)方監(jiān)控人員把握,因?yàn)楸O(jiān)控人員本來就負(fù)有監(jiān)盤的責(zé)任,應(yīng)該能第一時間發(fā)現(xiàn)變電站的告警信號,且這些告警信號一般不會對接下來的操作造成太大影響。而如斷路器SF6閉鎖信號在沒有報警信號之前就在操作過程中突發(fā)的可能性還是極低的,所以只需在操作斷路器前檢查一下即可。至于斷路器控制回路斷線,如果在斷路器合閘后出現(xiàn)將會影響保護(hù)出口,所以應(yīng)該在合斷路器之后檢查位置時再加一條,合位繼電器動作信號發(fā)出,既能在檢查斷路器位置時多一條判據(jù),又能避免保護(hù)動作跳不開斷路器的情況發(fā)生。

        至于斷路器或隔離開關(guān)操作后不變位,則應(yīng)該可靠暫停操作,通知現(xiàn)場人員檢查過后,由操作人員選擇繼續(xù)本步操作還是中斷操作。由于一般設(shè)備操作后不變位,多為遙控出口壓板未投,現(xiàn)場設(shè)備遠(yuǎn)方就地,或者未采集位置的控制電源空氣開關(guān)未投,都可以現(xiàn)場立即處理,所以應(yīng)考慮操作不變位這種情況發(fā)生后,人工選擇繼續(xù)此步操作的功能。

        4 結(jié)語

        以上三方面內(nèi)容是筆者關(guān)于智能站順控操作的一些理解和想法,希望能給與同行人員以一定的參考,更希望能獲得批評指正。

        總而言之,智能站順控操作能大量節(jié)省人力物力,代表了新一代智能站操作方式的新方向,值得研究人員,以及現(xiàn)場生產(chǎn)人員投入大量精力去完善它,使它成為變電站操作的常態(tài)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] Q/GDW1799.2-2013,國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(變電部分)[S].北京:中國電力出版社,2014.

        [2] GB/T 30155-2013,智能變電站技術(shù)導(dǎo)則[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014.

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