基于设备实时状态的智能变电站软压板远程防误操作方法

摘要

本发明公开了一种基于设备实时状态的智能变电站软压板远程防误操作方法，基于一次设备实时运行状态、二次设备功能完整性，依据一次运行设备不能无主保护运行、220kV及以上设备不能无失灵保护运行和“投跳闸”保护装置不能操作SV接收软压板的原则，判断软压板遥控操作是否被允许，若软压板遥控操作影响一次设备主保护和失灵保护完整性，则禁止软压板遥控操作。本发明基于变电站实时状态信息，防止软压板误操作带来一次设备无主保护或无失灵保护运行的安全隐患，也可避免软压板误操作引起保护不正确动作的安全隐患，提升软压板操作正确率，保证智能变电站的安全、可靠运行。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于设备实时状态的智能变电站软压板远程防误操作方法，属于电力自动化技术领域。

背景技术

智能变电站中信息的数字化、网络化，使光纤回路取代了大量电缆回路，间隔层的继电保护装置结构发生了改变，取消了原出口硬压板，取而代之的是出口软压板。为了避免异常数字化信息的影响，继电保护装置增设了接收软压板，可有效隔离异常的SV信息和GOOSE信息。随着IEC61850的应用，智能化或常规继电保护装置的功能压板都逐渐转变为软压板形式。软压板可实现对装置的功能及运行状态的远方遥控操作，提高了操作的效率，也为变电站无人值守提供技术条件，具有一定优越性。

装置的软压板主要分为保护功能软压板、出口软压板、接收软压板三大类。保护功能软压板直接决定了装置的功能是否投入；出口软压板决定了继电保护投跳闸还是投信号；接收软压板影响了装置功能的正常运行，可导致功能退出或误动作。因此软压板直接决定了装置的运行状态，尤其是继电保护装置的软压板，直接关系到电网第一道防线的可靠、正确运行。

目前，软压板的远方遥控操作仅受装置“远方操作允许”的状态影响，只要装置允许远方操作，软压板的远方遥控不受任何因素制约。变电站保护设备压板操作是变电运行操作的主要工作，在正常电网运行方式调整、异常设备隔离、检修、改扩建等情况都需要频繁操作。而由于智能变电站运行时间短、装置中软压板多、功能含义及影响范围不够明晰，装置的软压板远方遥控操容易出现误操作的情况，导致装置无法正常运行，最终造成保护误动或拒动的恶劣后果。

因此，有必要在软压板遥控操作过程中加入一些防误逻辑，如一次设备防误操作，预警操作将引起的后果或禁止操作，避免误操作的隐患，提升操作正确性，确保二次系统的可靠运行，也为电网的安全运行提供技术保障。

发明内容

为解决现有软压板操作安全性不足的问题，本发明提供一种装置软压板遥控操作过程中防止误操作的方法，解决智能变电站实际运行过程中软压板操作安全性低的问题，减少软压板误操作的概率，提升变电站日常运行和异常检修操作的正确率，确保智能变电站二次系统的安全、可靠运行。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

基于设备实时状态的智能变电站软压板远程防误操作方法，包括以下步骤：

1）根据监控后台遥控操作选取软压板，根据所选择的被操作软压板，确定所对应的一次设备；

2）综合利用一、二次设备的实时状态信息，判断所述步骤1）中的被操作软压板所对应的一次设备的运行总状态；

3）根据下述原则1和原则2确定被操作软压板允许条件执行或禁止软压板遥控操作：

原则1：软压板操作不能导致一次设备无主保护运行且软压板操作不能导致220kV及以上运行设备无失灵保护运行；

原则2：对于SV接收软压板，若其对应一次设备处于“运行”状态，且保护装置处于“投跳闸”状态，则不能操作该SV接收软压板。

前述的步骤1）中，保护功能软压板对应的一次设备为保护范围内的所有断路器设备及相邻隔离刀闸设备，出口软压板对应的一次设备仅为该出口所控制或所涉及的断路器设备及相邻隔离刀闸设备，SV接收软压板对应的一次设备为该接收SV相关联的断路器设备及相邻隔离刀闸设备，GOOSE接收软压板对应的一次设备为该接收GOOSE量相关联的断路器设备及相邻隔离刀闸设备。

前述的步骤2）中，判断被操作软压板所对应的一次设备的运行总状态的方法为：根据断路器设备及相邻隔离刀闸设备的实时位置遥信状态和断路器实时电流遥测量进行判断：若断路器设备位置遥信状态处于合位或断路器电流遥测量有流，同时其相邻隔离刀闸设备位置遥信状态均处于合位，则判断该一次设备处于运行状态，否则处于非运行状态。

前述的若被操作软压板对应多个一次设备，则被操作软压板对应一次设备的运行总状态为所有一次设备运行状态的逻辑“或”。

前述的对于根据原则1所确定被操作软压板对应一次设备若为非运行总状态，则允许该软压板遥控操作。

前述的对于根据原则1所确定被操作软压板对应一次设备若为运行总状态，则判断该一次设备的主保护状态完整性和失灵保护状态完整性，若主保护状态完整且失灵保护状态完整，则允许软压板遥控操作，若主保护状态不完整或失灵保护状态不完整，则禁止软压板遥控操作或给出告警提示信息。

前述的一次设备的主保护状态完整性的判断原则为：对于单套配置装置，仅取该套装置主保护的状态完整性为对应一次设备的主保护状态完整性；对于双重化配置装置，同时判断两套装置主保护的状态完整性，然后将两套主保护状态完整性的“或”值作为对应一次设备的主保护状态完整性；所述主保护完整性判断方法为：判断该套主保护功能相关压板投入完整性和主保护正常运行状态，若该套主保护功能相关压板投入完整，且该套主保护处于正常运行状态，则判断为该套主保护状态完整，否则若该套主保护功能相关压板投入不完整，或该套主保护处于非正常运行状态，则判断为该套主保护状态不完整。

前述的主保护功能相关压板投入完整性判断方法为：监控后台获取实时数据库中主保护功能软压板、被操作软压板对应一次设备的SV接收软压板和GOOSE出口软压板的状态，并将被操作软压板的状态强制为0，若主保护功能软压板、SV接收软压板和GOOSE出口软压板均为投入状态，则判断为主保护功能相关软压板投入完整，否则判断为主保护功能相关软压板投入不完整；所述主保护正常运行状态判断方法为：监控后台获取实时数据库中保护装置闭锁告警信号或II类告警信号、与该保护对应且与被操作软压板对应一次设备相关联的智能终端控回断线告警信号、该智能终端和保护状态的检修硬压板状态，若保护装置无闭锁告警信号或II类告警信号、智能终端无控回断线告警信号、智能终端与保护装置检修硬压板投入状态一致，则判断为主保护处于正常运行状态，否则判断为主保护处于非正常运行状态。

前述的一次设备的失灵保护状态完整性的判断原则为：对于220kV及以上设备，同时判断两套装置失灵保护的状态完整性，然后将两套失灵保护状态完整性的“或”值作为对应一次设备的失灵保护状态完整性；所述失灵保护完整性判断方法为：判断该套失灵保护的失灵保护功能相关压板投入完整性和失灵保护正常运行状态，若该套失灵保护功能相关压板投入完整，且该套失灵保护处于正常运行状态，则判断为失灵保护状态完整，否则若该套失灵保护功能相关压板投入不完整，或该套失灵保护处于非正常运行状态，则判断为失灵保护状态不完整。

前述的失灵保护功能相关压板投入完整性判断方法为：监控后台获取实时数据库中相关主保护的主保护功能软压板、被操作软压板对应一次设备的SV接收软压板和GOOSE启动失灵软压板的状态，并获取实时数据库中失灵保护的失灵功能软压板、被操作软压板对应一次设备的SV接收软压板、GOOSE接收失灵软压板和GOOSE失灵出口软压板的状态，并将被操作软压板的状态强制为0，若主保护功能软压板、失灵功能软压板、SV接收软压板、GOOSE启动失灵软压板、GOOSE接收失灵软压板以及GOOSE失灵出口软压板的状态均为投入状态，则判断失灵保护功能相关软压板投入完整，否则判断失灵保护功能相关软压板投入不完整；所述失灵保护正常运行状态判断方法为：监控后台获取实时数据库中相关主保护装置和失灵保护装置的闭锁告警信号或II类告警信号、与该失灵保护对应且与被操作软压板对应一次设备相关的智能终端的控回断线告警信号、该智能终端检修硬压板、主保护装置检修硬压板和失灵保护装置检修硬压板状态，若主保护装置和失灵保护装置均无闭锁告警信号或II类告警信号、智能终端无控回断线告警信号、智能终端与主保护装置和失灵保护装置的检修硬压板状态一致，则判断为失灵保护处于正常运行状态，否则判断为失灵保护处于非正常运行状态。

前述的对于根据原则2所确定被操作软压板，即若被操作软压板为SV接收软压板，在满足原则1的基础上，还需满足：

若所对应一次设备处于运行总状态，则还需进行保护投跳闸状态判断，若保护未投跳闸，则允许SV软压板遥控操作，否则禁止SV软压板遥控操作或给出告警提示信息。

前述的投跳闸状态判断方法为：监控后台获取实时数据库中所对应装置的GOOSE出口软压板、GOOSE启动失灵软压板或GOOSE失灵出口软压板的状态，当对应装置的GOOSE出口软压板、GOOSE启动失灵软压板或GOOSE失灵出口软压板均未投入，则判断为保护未投跳闸状态，否则判断为保护投跳闸状态。

本发明所达到的有益效果：

本发明的智能变电站软压板遥控防误操作方法，基于一次设备的实时运行状态、二次保护装置的压板投入完整性状态和实时运行状态，判断软压板操作是否影响相关一次设备的主保护和失灵保护的完整性，从而判断软压板遥控操作是否允许。本发明方法可以在监控后台基于实时信息，防止软压板的误操作，避免软压板误操作影响一次设备失去主保护或失去失灵保护的安全隐患，也可避免软压板误操作引起保护不正确动作的安全隐患，提升软压板操作正确率，对智能变电站的安全、可靠运行具有重要意义。

附图说明

图1为本发明中软压板远程防误操作流程图；

图2为本发明中一次设备运行状态判断逻辑框图；

图3为本发明中220kV及以上保护装置软压板防误操作逻辑框图；

图4为本发明中110kV保护装置软压板防误操作逻辑框图；

图5为本发明中主保护功能相关压板投入完整性判断逻辑框图；

图6为本发明中主保护正常运行状态判断逻辑框图；

图7为本发明中失灵保护功能相关压板投入完整性判断逻辑框图；

图8为本发明中失灵保护正常运行状态判断逻辑框图；

图9为本发明中保护投跳闸状态判断逻辑框图。

具体实施方式

智能变电站二次装置的软压板，尤其是继电保护装置的软压板，直接关系到二次系统的正常运行。保护功能软压板直接决定了装置功能是否投入运行；出口软压板直接决定了装置功能逻辑动作后能否发出GOOSE跳/合闸或控制命令；接收软压板，尤其是SV接收软压板，直接决定了装置接收信号是否完整，从而导致装置功能能否正常运行。因此装置软压板的不正确操作可能导致装置功能的缺失、异常或不能正确发出GOOSE命令，这都导致二次系统对电网或一次设备的保护功能不完整，直接影响了电网或一次设备的安全、正常运行。

装置软压板操作必须保证不影响电网或一次设备的运行，即不能导致正常运行一次设备失去保护功能。智能变电站软压板一般都在监控后台遥控操作，而站内一次设备状态及告警信号、二次设备状态及告警信号，包括状态的压板状态，都上送至监控后台，因此可以综合利用这些信息判断软压板操作带来的影响。

本发明提供了一种基于设备实时状态的智能变电站软压板远程防误操作方法，通过软压板遥控操作的影响范围判断遥控操作是否允许。基于一次设备的实时运行状态、二次保护装置的压板投入完整性和实时运行状态，判断软压板操作是否影响相关一次设备的主保护和失灵保护的完整性，从而给出软压板遥控操作的允许或闭锁结果，从而避免软压板的误操作影响一次设备失去主保护或失灵保护，也可避免软压板误操作引起保护不正确动作，提升软压板遥控操作的正确率，确保电网的安全、可靠运行。

智能变电站中，二次设备的压板由常规的硬压板变为软压板，实现了远方遥控操作，为变电站无人值守提供了技术保障。软压板远方遥控操作，尤其是监控后台的遥控操作，是智能变电站日常运行、检修、维护中的频繁操作。由于智能变电站装置中软压板多、功能含义及影响不够明晰，软压板遥控操存在出现误操作的隐患，将导致一次设备无保护运行或保护不正确动作的恶劣后果。因此，软压板遥控操作过程中有必要加入防误操作逻辑，避免误操作的隐患。

本发明的基于设备实时状态的智能变电站软压板远程防误操作方法，如图1所示，具体步骤如下：

1）根据监控后台遥控操作选取软压板，根据所选择的软压板，确定所对应的一次设备，其中保护功能软压板对应保护范围内的所有断路器设备及相邻隔离刀闸设备，出口软压板仅对应该出口所控制或所涉及的断路器设备及相邻隔离刀闸设备，SV接收软压板对应该接收SV相关联的断路器设备及相邻隔离刀闸设备，GOOSE接收软压板对应该接收GOOSE量相关联的断路器设备及相邻隔离刀闸设备；

2）综合利用一、二次设备的实时状态信息，判断步骤1）中的软压板所对应的一次设备的运行总状态。具体如图2所示，根据步骤1）所获取的断路器设备及其相邻隔离刀闸设备，从监控后台实时数据库中获取其位置遥信状态和电流遥测量，判断断路器设备的运行状态：断路器设备位置遥信状态处于“合位”或断路器电流遥测量有流，同时其相邻隔离刀闸设备位置遥信状态均处于“合位”，则判断该一次设备处于“运行”状态，否则处于“非运行”状态；若步骤1）中，所选取的被操作软压板对应多个一次设备，则被操作软压板对应一次设备的运行总状态为所有一次设备运行状态的逻辑“或”，即若所有一次设备均处于“非运行”状态，则被操作软压板对应一次设备总运行状态为“非运行”状态，否则为“运行”状态；

3）根据下述原则1和 原则2确定被操作软压板允许条件执行或禁止软压板遥控操作：

原则1：软压板操作不能导致一次设备无主保护运行且软压板操作不能导致220kV及以上运行设备无失灵保护运行；

原则2：对于SV接收软压板，若其对应一次设备处于“运行”状态，且保护装置处于“投跳闸”状态，则不能操作该SV接收软压板。

如图3所示，对于根据原则1所确定被操作软压板对应一次设备若为“非运行”总状态，则允许该软压板遥控操作；

对于根据原则1所确定被操作软压板对应一次设备若为“运行”总状态，则判断该一次设备的主保护状态完整性和失灵保护状态完整性，若主保护状态完整且失灵保护状态完整，则允许软压板遥控操作，若主保护状态不完整或失灵保护状态不完整，则禁止软压板遥控操作或给出告警提示信息。

其中，一次设备的主保护状态完整性判断过程中，对于单套配置装置，仅取该套装置主保护的状态完整性为对应一次设备的主保护状态完整性，如图4所示；对于双重化配置装置，同时判断两套装置主保护的状态完整性，然后将两套主保护状态完整性的“或”值作为对应一次设备的主保护状态完整性，如图3所示。

如图3所示，上述主保护完整性判断方法为：判断该套主保护功能相关压板投入完整性和主保护正常运行状态，若该套主保护功能相关压板投入完整，且该套主保护处于正常运行状态，则判断为该套主保护状态完整，否则若该套主保护功能相关压板投入不完整，或该套主保护处于非正常运行状态，则判断为该套主保护状态不完整；其中，如图5所示，主保护功能相关压板投入完整性判断方法为：监控后台获取实时数据库中主保护功能软压板、被操作软压板对应一次设备的SV接收软压板和GOOSE出口软压板的状态，并将被操作软压板的状态强制为“0”，若主保护功能软压板、SV接收软压板和GOOSE出口软压板均为投入状态，则判断为主保护功能相关软压板投入完整，否则判断为主保护功能相关软压板投入不完整。如图6所示，主保护正常运行状态判断方法为：监控后台获取实时数据库中保护装置闭锁告警信号（或II类告警信号）、与该保护对应且与被操作软压板对应一次设备相关联的智能终端控回断线告警信号、该智能终端和保护状态的检修硬压板状态，若保护装置无闭锁告警信号（或II类告警信号）、智能终端无控回断线告警信号、智能终端与保护装置检修硬压板投入状态一致，则判断为主保护处于“正常运行”状态，否则判断为主保护处于“非正常运行”状态。

一次设备的失灵保护状态完整性判断过程中，对于220kV及以上设备，同时判断两套装置失灵保护的状态完整性，然后将两套失灵保护状态完整性的“或”值作为对于一次设备的失灵保护状态完整性。

如图3所示，上述失灵保护完整性判断方法为：判断该套失灵保护的失灵保护功能相关压板投入完整性和失灵保护正常运行状态，若该套失灵保护功能相关压板投入完整，且该套失灵保护处于正常运行状态，则判断为失灵保护状态完整，否则若该套失灵保护功能相关压板投入不完整，或该套失灵保护处于非正常运行状态，则判断为失灵保护状态不完整。其中，如图7所示，失灵保护功能相关压板投入完整性判断方法为：监控后台获取实时数据库中相关主保护的主保护功能软压板、被操作软压板对应一次设备的SV接收软压板和GOOSE启动失灵软压板的状态，并获取实时数据库中失灵保护的失灵功能软压板、被操作软压板对应一次设备的SV接收软压板、GOOSE接收失灵软压板和GOOSE失灵出口软压板的状态，并将被操作软压板的状态强制为“0”，若主保护功能软压板、失灵功能软压板、SV接收软压板、GOOSE启动失灵软压板、GOOSE接收失灵软压板以及GOOSE失灵出口软压板的状态均为投入状态，则判断失灵保护功能相关软压板投入完整，否则判断失灵保护功能相关软压板投入不完整。如图8所示，失灵保护正常运行状态判断方法为：监控后台获取实时数据库中相关主保护装置和失灵保护装置的闭锁告警信号（或II类告警信号）、与该失灵保护对应且与被操作软压板对应一次设备相关的智能终端的控回断线告警信号、该智能终端检修硬压板、主保护装置检修硬压板和失灵保护装置检修硬压板状态，若主保护装置和失灵保护装置均无闭锁告警信号（或II类告警信号）、智能终端无控回断线告警信号、智能终端与主保护装置和失灵保护装置的检修硬压板状态一致，则判断为失灵保护处于“正常运行”状态，否则判断为失灵保护处于“非正常运行”状态。

对于根据原则2所确定被操作软压板，即若被操作软压板为SV接收软压板，在满足原则1的基础上，还需满足：

若所对应一次设备处于“运行”总状态，则还需进行保护“投跳闸”状态判断，若保护未“投跳闸”，则允许SV软压板遥控操作，否则禁止SV软压板遥控操作或给出告警提示信息。若被操作软压板对应一次设备若为非运行总状态，则允许该软压板遥控操作。

如图9所示，上述保护“投跳闸”状态判断方法为：监控后台获取实时数据库中所对应装置的GOOSE出口软压板、GOOSE启动失灵软压板或GOOSE失灵出口软压板的状态，当对应装置的GOOSE出口软压板、GOOSE启动失灵软压板或GOOSE失灵出口软压板均未投入，则判断为保护未“投跳闸”状态，否则判断为保护“投跳闸”状态。

本发明的软压板遥控防误操作方法基于监控后台实时数据库动态对操作的允许条件判读，每次点击软压板进行遥控操作时，都需依据一次设备、二次设备保护和装置的当前状态，动态判断遥控操作条件是否允许，若条件允许则进入软压板遥控操作界面，若条件不允许则退出遥控操作界面或弹出告警提示信息。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。