胡懷偉

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

0 背景

據(jù)統(tǒng)計，烏蘭察布地區(qū)每年通過線路跨站送電至蒙西電網(wǎng)的次數(shù)逐年增加，2014年高達116次。在電網(wǎng)操作時，由于沒有跨站五防系統(tǒng)的保護，有可能發(fā)生五防事故(帶地刀合對側(cè)開關)，存在嚴重的安全隱患，為此，亟需建設一套智能跨站五防系統(tǒng)，以保證跨站操作的安全。

1 智能跨站五防系統(tǒng)簡介

傳統(tǒng)的五防系統(tǒng)屬于站內(nèi)五防，僅能對變電站內(nèi)的操作進行五防校驗，保證站內(nèi)操作安全。站內(nèi)五防的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：

(1) 防止帶負荷分、合隔離開關；

(2) 防止誤分、合斷路器；

(3) 防止帶接地線(接地刀閘)合斷路器；

(4) 防止帶電掛接地線(合接地刀閘)；

(5) 防止誤入帶電間隔。

目前，電網(wǎng)進入了調(diào)控一體化和智能電網(wǎng)時代，跨站操作逐漸增多，傳統(tǒng)的跨站操作人工校驗模式不僅增大了操作人員工作強度，還容易導致跨站操作事故的發(fā)生，難以確保電網(wǎng)操作的安全。為此，提出了建設智能跨站五防系統(tǒng)的方案。

智能跨站五防系統(tǒng)是在現(xiàn)有站內(nèi)五防的基礎上，運用目前的網(wǎng)絡通信技術，通過站內(nèi)五防的聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)各站內(nèi)五防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，達到各站間五防的綜合校驗與閉鎖、告警功能，最終實現(xiàn)五防系統(tǒng)站內(nèi)和站間校驗閉鎖的智能化。

2 智能跨站五防系統(tǒng)的設計方案

2.1 智能跨站五防系統(tǒng)的硬件設計

智能跨站五防系統(tǒng)的硬件設計如圖1所示，主要由以下3個部分組成：變電站、光纖傳輸和智能五防主機。

2.1.1 變電站部分

變電站部分主要包括變電站五防采集和五防信息處理部分。信息采集部分主要由測控裝置、交換機、防誤主機和站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)組成。測控裝置主要采集站內(nèi)遙信(開關和刀閘的位置)信息，交換機負責將各測控采集的遙信信息匯集，上傳至防誤主機，完成該站信息的采集。防誤主機主要對站內(nèi)遙信(開關和刀閘位置)信息進行處理，形成該站站內(nèi)的五防信息并進行站內(nèi)的校驗閉鎖等相關邏輯計算，同時將校驗閉鎖信息發(fā)至站內(nèi)監(jiān)控主機、電腦鑰匙和測控裝置，最終實現(xiàn)站內(nèi)閉鎖。防誤主機負責將該站五防信息通過光纖通道發(fā)送至調(diào)控中心的五防服務器，供后續(xù)智能跨站閉鎖校驗使用。

2.1.2 光纖傳輸部分

光纖傳輸部分主要實現(xiàn)子站和主站信息的傳輸，主要由光纖和相關設備組成。光纖傳輸完全能夠滿足跨站五防信息傳輸實時性的要求，遙信(開關和刀閘位置)信息傳輸可以達到0.3 s，滿足電力系統(tǒng)實時的要求。

2.1.3 智能五防主機部分

圖1 智能五防系統(tǒng)硬件設計示意

智能五防主機部分主要由五防服務器、調(diào)控系統(tǒng)、五防工作站組成。五防服務器主要負責接受各變電站五防信息，對接受到的各變電站五防信息進行匯總和處理，實現(xiàn)全網(wǎng)五防的計算，并將計算的站內(nèi)五防和跨站五防結(jié)果傳送至調(diào)控系統(tǒng)和變電站的防誤主機，從而實現(xiàn)對主站調(diào)控系統(tǒng)和變電站(子站)監(jiān)控系統(tǒng)的校驗與閉鎖操作。五防工作站可以查看各變電站的五防信息，實時監(jiān)測各變電站的五防信息。

2.2 智能跨站五防系統(tǒng)軟件設計

2.2.1 軟件流程圖

智能跨站五防系統(tǒng)軟件設計的流程如圖2所示。此流程根據(jù)跨站五防操作的實際規(guī)則制定，本設計以合開關為例進行軟件流程說明。在電力系統(tǒng)中合開關時，一般應遵循首先合開關電源側(cè)刀閘，其次合開關負荷側(cè)刀閘，最后合開關順序進行校驗。

調(diào)用電源側(cè)刀閘程序流程如圖3所示，該程序首先實時讀取站內(nèi)遙信數(shù)據(jù)，然后查找電源側(cè)刀閘的站內(nèi)閉鎖規(guī)則和電源側(cè)刀閘的站間閉鎖進行判斷（站內(nèi)和站間有任何一個閉鎖，都將閉鎖操作）；如果沒有閉鎖則進行合電源側(cè)刀閘的操作，有閉鎖則進行告警，待處理告警后重新進行校驗閉鎖。

2.2.2 軟件編程實現(xiàn)

站內(nèi)的軟件編程和傳統(tǒng)的軟件編程一致，跨站的編程不僅和本站的閉鎖條件有關，同時還與2站線路之間的開關間隔有關?，F(xiàn)以平地泉站和土貴烏拉站之間的線路兩側(cè)的刀閘為例進行說明。

智能跨站五防閉鎖軟件編程要考慮線路兩端的開關與刀閘的位置。

圖2 智能跨站五防系統(tǒng)軟件的設計流程

圖4和圖5分別為平地泉站平土線153間隔和土貴烏拉站平土線112間隔一次接線圖。

圖6為平地泉站153間隔的部分編程代碼。從圖6可以看出：合1536刀閘條件中包含了本側(cè)相關刀閘和對側(cè)土貴烏拉站的112開關的617接地刀必須在分位(112617)，也就是說該操作不僅進行站內(nèi)間隔閉鎖校驗，還進行跨站(土貴烏拉)112間隔的閉鎖。

圖3 調(diào)用電源側(cè)刀閘程序流程

圖4 平地泉站平土線153間隔一次接線

3 智能五防系統(tǒng)的實施

3.1 安裝調(diào)試

設計完成后，在調(diào)度端安裝了五防主站服務器，在集寧、平地泉、豐地、潤字4個運維站安裝跨站防誤客戶端，聯(lián)系信通申請通道以及E1/以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換器調(diào)試。

圖5 土貴烏拉站平土線112間隔一次接線

圖6 跨站五防的編程

3.2 五防系統(tǒng)整體聯(lián)調(diào)

五防設備安裝調(diào)試后，分別在變電站、主站系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)。聯(lián)調(diào)后，集寧運維站、平地泉運維站、豐地運維站、潤字運維站的25個變電站分別和主站進行聯(lián)調(diào)，確保合格率達到100 %。

4 實施效果分析

2015年9—11月，分別對集寧、平地泉、豐地、潤字4個運維站的25個變電站進行效果確認。

在平地泉站查看變電人員使用跨站五防對平地泉“153平土線送電”的情況?？缯疚宸澜缑骘@示，當土貴烏拉的“平土線112617進線”接地刀閘合位時，平地泉的1536刀閘不能進行合上操作，同時給出“土貴烏拉112617為分位的條件不滿足”的告警。同時，智能跨站五防系統(tǒng)還給出站內(nèi)“1532隔離開關合位”不滿足的告警。

這2個告警的成功出現(xiàn)，表明智能跨站五防系統(tǒng)不僅具有站內(nèi)告警功能，還具有跨站操作告警功能。智能跨站五防系統(tǒng)在告警時，閉鎖了相關操作，確保了電網(wǎng)跨站操作的安全可靠。

傳統(tǒng)閉鎖和智能跨站閉鎖效果對比如圖7所示。智能跨站五防系統(tǒng)的成功實施，不僅提高了全網(wǎng)操作的閉鎖率(閉鎖率由78.2 %提高到100 %)，實現(xiàn)了閉鎖全覆蓋，提高跨站操作的安全性，保證跨站操作不發(fā)生五防事故；同時，操作時間還節(jié)約了50 %，降低了勞動強度，得到了變電人員的普遍歡迎。

圖7 傳統(tǒng)閉鎖和智能跨站閉鎖的效果對比

5 結(jié)束語

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，程序操作必須依靠智能五防系統(tǒng)進行全網(wǎng)校驗來確保操作的安全。智能跨站五防系統(tǒng)在烏蘭察布電網(wǎng)的成功建設實施，對降低操作人員勞動強度、確保電網(wǎng)操作安全、減少操作時間具有重要意義。

1 國家電網(wǎng)公司．電力安全工作規(guī)程變電部分[M]．北京： 中國電力出版社，2014.

2 程浩忠．電力系統(tǒng)規(guī)劃[M]．北京：中國電力出版社，2011.

3 路樹森．天津電力公司調(diào)度與變電管理模式分析[D]．天 津大學，2012．

4 廖小平．變電倒閘操作智能設計與模擬平臺的研究與實 踐[D]．武漢：華中科技大學，2005.

5 潘 盛．微機五防系統(tǒng)在東莞供電局的應用探索[D]．廣 州：華南理工大學，2010.