基于全面可视化及防误拓扑分析的开关远程操作方法

摘要

一种基于全面可视化及防误拓扑分析的开关远程操作方法，属于变电站调度控制领域，该技术方案将全面可视化的隔离开关在线监测和基于四层防误拓扑的安全防护技术结合起来，保证调度端隔离开关远方操作项目的安全可靠。本发明由可视化的操作模式和四层防误的安全保障两方面组成。通过可视化的操作模式，为隔离开关操作提供可靠的信息保障，能够确保在无人值班状态下有效的监控隔离开关状态，通过四层防误闭锁，确保了操作的可靠性，能够有效避免误分合开关，保障运行安全。

说明书

技术领域

本发明属于变电站调度控制领域，具体说是一种基于全面可视化及防误拓扑分析的隔离开关或接地开关的远程操作方法。

技术背景

变电站远程操作是指在调度控制主站端实现对变电站一次、二次设备的遥控、遥调操作，包括：变电站断路器和隔离开关分合、变压器分接头调节、备自投投/退(备用电源自动投入/投退)等，其中隔离开关操作是变电站运行维护中的重要操作部分，但是目前隔离开关调度远方操作的实现率普遍较低。随着电网调控一体化工作的全面开展，为贯彻落实国网公司全面建设″大运行″体系工作要求，220kV及以下的变电站要求实现无人值班，这就要求以前由人工对设备实施操作的模式逐渐改由在调度控制主站端远方操作的模式，以减轻运维人员工作量，提升电网运行、检修的工作效率。近年来伴随着电网一次设备、二次设备、自动化技术的发展，以及变电站智能化及综合自动化改造，调控主站系统的配置升级，变电站远方操作已逐渐具备了技术实施的条件。

目前隔离开关的操作流程为：调度端下发操作指令，变电站运行人员在隔离开关本体处就地监控，同时在变电站监控后台进行隔离开关分合操作，对于部分设备陈旧无法在监控后台进行隔离开关操作的变电站，还需要运行人员在就地手动分合。

开关控制过程的五防闭锁逻辑是指：

1、防止带负荷分、合隔离开关。(断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。)

2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。(只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作。)

3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。(只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、负荷开关闭合。)

4、防止在带电时误合接地开关，(只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关。)

5、防止误入带电室(只有隔室不带电时，才能开门进入隔室)。

目前隔离开关的操作主要在就地进行，效率较低，而且不能满足″大运行″体系中变电站无人值班的要求。

发明内容

本发明提供了一种基于全面可视化及防误拓扑分析的隔离开关远程操作方案，以实现对隔离开关操作进行全方位监视，同时提供可靠的安全防护功能，确保隔离开关操作的安全可靠。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

所述基于全面可视化及防误拓扑分析的隔离开关远程操作方法，在系统中设置调度后台防误拓扑模块、变电站站控层五防闭锁逻辑模块、变电站间隔层五防闭锁逻辑模块、就地电气机械闭锁逻辑模块四层闭锁逻辑，其特征如下：

针对一次设备设置三维监控设施，针对隔离开关或接地开关设置实时状态反馈系统；包括以下按照″选择-返校-执行″的顺序进行的操作步骤：

步骤1)在调度后台遥控选取隔离开关，根据所选择的隔离开关，激活并显示对应的一次设备三维监控影像；

步骤2)在调度后台遥控选取隔离开关，根据所选择的隔离开关，采集对应联动设备的实时状态以及报警信息；

步骤3)基于：a、调度后台防误拓扑模块、b、变电站站控层五防闭锁逻辑模块、c、变电站间隔层五防闭锁逻辑模块、d、就地电气机械闭锁逻辑模块的四层闭锁逻辑，当以上a、b、c、d四层闭锁逻辑均确认通过后判定步骤1)中被选中的隔离开关处于可操作状态；

步骤4)根据步骤2)中反馈的状态信息及报警信息判断操作允许，若状态信息合理且无报警信息则操作允许，即可对隔离开关进行操作，若操作不允许，显示告警信号；

步骤5)结合步骤3)、步骤4)对隔离开关进行操作之后，通过就地分、合双位置接点信号分析以及步骤1)中的监控影像，共同反馈隔离开关操作状态；

所述就地分、合双位置接点信号分析具体为：同时采集分位节点以及合位节点并依据两者状态判断隔离开关或接地开关的位置状态，当分位节点导通同时合位节点断开则判断隔离开关或接地开关处于分闸位置，当分位节点断开同时合位节点导通时判断隔离开关或接地开关处于合闸位置，当分位节点和合位节点同时导通或同时断开时判断隔离开关或接地开关处于异常位置状态；

由操作人员根据调度后台的隔离开关监控影像，根据隔离开关触头物理位置判断隔离开关状态；

所述″选择-反校-执行″的方式为，当操作人员在调度后台选择待操作的隔离开关后，需等待调度后台对本次操作的校验结果，当校验成功时允许执行本次隔离开关操作，当校验失败时不允许执行本次隔离开关操作。

进一步地，在所述步骤1)中，所述一次设备影像包括：隔离开关触头视频监控、物理关联闭锁的接地开关触头监控；

进一步地，在所述步骤2)中，实时状态包括：隔离开关分合位置状态、与之关联的隔离开关、断路器以及接地开关分合位置状态、隔离开关电源以及二次回路报警信息、对应线路的潮流情况；

进一步地，调度主站端防误拓扑实施方案，通过在调控主站SCADA服务器(数据采集与监视控制系统)中新增遥控拓扑防误校核模块实现，该模块包含全站五防闭锁逻辑，通过采集到的变电站全站断路器、接地开关和隔离开关位置，判定隔离开关是否处于可操作状态，而无需通过平台接口调用第三方防误系统。

进一步地，所述变电站站控层五防闭锁逻辑模块集成于变电站监控系统中，利用变电站监控系统所采集的全站一次设备位置状态，并依据预置的五防闭锁逻辑，判断被选择的隔离开关是否允许操作。

进一步地，所述变电站间隔层五防闭锁逻辑模块集成于测控装置中，利用测控装置所采集的相关一次设备位置状态，并依据预置的五防闭锁逻辑，判断被选择的隔离开关是否允许操作；

进一步地，所述就地电气机械闭锁逻辑模块集成于就地一次设备及控制箱中，电气闭锁功能通过将隔离开关遥控节点与相关一次设备位置节点串联，在不满足操作条件时断开遥控回路时实现，机械闭锁功能通过安装一次设备组件，在不满足操作条件时阻挡隔离开关机械运动实现。

本发明由可视化的操作模式和四层防误的安全保障两方面组成。通过可视化的操作模式，为隔离开关操作提供可靠的信息保障，能够确保在无人值班状态下有效的监控隔离开关状态，通过四层防误闭锁，确保了操作的可靠性，能够有效避免误分合开关，保障运行安全。

附图说明

附图1为本发明技术方案流程图；

附图2为隔离开关运行状态判断逻辑框图。

具体实施方式

隔离开关操作是变电站运行维护中的重要操作部分，但是目前隔离开关主要由运行人员在就地进行操作，在调度端下发操作指令后，变电站运行人员在隔离开关本体处就地监控，同时在变电站监控后台进行隔离开关分合操作，对于部分设备陈旧无法在监控后台进行隔离开关操作的变电站，还需要运行人员在就地手动分合。随着电网调控一体化工作的全面开展和无人值班变电站的发展需求，为了减轻运维人员工作量，提升电网运行、检修的工作效率，以往由人工对设备实施操作的模式正在逐渐向调度控制主站端远方操作模式过渡。

本发明提供了一种基于全面可视化及防误拓扑分析的隔离开关远方操作技术方案，由可视化的操作模式和四层防误的安全保障两方面组成。通过对应的一次设备三维监控影像、对应设备的实时状态以及报警信息，来为隔离开关操作提供可靠的信息保障；通过调度后台防误拓扑、变电站站控层五防闭锁、变电站间隔层五防闭锁、就地电气机械闭锁等四层防误闭锁来确保隔离开关操作的可靠性。该方案能够有效的解决调度端隔离开关远方操作面临的诸多问题，包括操作信号确认、开关状态确认和防误拓扑分析等。

本发明所述的基于全面可视化及防误拓扑分析的隔离开关远方操作技术方案，技术方案流程如图1所示，其具体实施方式如下：

1)在调度后台遥控选取隔离开关，根据所选择的隔离开关，自动弹出对应的一次设备三维监控影像；

方案中涉及到的一次设备三维监控影像由变电站遥视系统提供，在隔离开关的分合触点处布置视频监控点，以监视开关分合是否到位；自动弹窗及定位功能由调度控制系统实现，选择隔离开关后，控制后台自动弹出对应设备的视频监控影像。

2)在调度后台遥控选取隔离开关，根据所选择的隔离开关，自动提示对应设备的实时状态以及报警信息；

方案中涉及到的一次设备的实时位置为分、合双位置确认模式，为避免隔离开关分合不到位的情况，隔离开关上送分、合位置信号，共同确认隔离开关分合状态，与调度控制界面上的视频监控影像作为隔离开关位置判断的双确认手段。与隔离开关状态相关的信号还包括：隔离开关分合位置状态、与之关联的隔离开关、断路器以及接地开关分合位置状态、隔离开关电源以及二次回路报警信息、对应线路的潮流情况，用以综合判断隔离开关的实时状态。

3)基于调度后台防误拓扑、变电站站控层五防闭锁、变电站间隔层五防闭锁、就地电气机械闭锁等四层闭锁逻辑，判断步骤1)中被选中的隔离开关是否处于可操作状态；

方案中涉及到的四层防误拓扑分析包括调控主站遥控拓扑防误校核、变电站站控层五防闭锁、间隔层测控装置五防闭锁以及就地电气机械闭锁。调控主站采用遥控拓扑防误校核功能后，远方操作指令从调控主站下达至断路器、刀闸操作机构将经过四级防误闭锁，安全性进一步提高。调控主站采用了防误校核功能后，变电站站控层五防闭锁功能依然保留，可视实际情况在调控主站选择独立的防误校核功能或者与变电站站控层五防闭锁功能交互的防误校核功能。

为防止在二次设备故障情况下将一次设备投入运行，调控主站防误校核功能应考虑二次设备异常闭锁一次设备操作逻辑。该功能首先在调控主站对变电站二次设备状态信息进行分析，当判断出二次设备存在异常或故障状态时，即闭锁相应一次设备的合闸操作。例如，当智能变电站间隔合并单元发″合并单元告警总″信号等异常信号时，应闭锁对应间隔的断路器合闸操作功能。通过增设遥控拓扑防误校核功能，技术上保证远方操作的安全性。

4)根据视频监控信息和设备实时状态和报警信息中反馈的状态信息进行确认，若允许，即可对隔离开关进行操作，若不允许，将弹出告警信号，其判断逻辑图见图2；对隔离开关进行操作之后，调度监控界面对操作情况进行反馈。

本发明中的可视化的内容包括：对应的一次设备三维监控影像、对应设备的实时状态以及报警信息，其中设备实时状态包括隔离开关分合位置状态、与之关联的隔离开关、断路器以及接地开关分合位置状态、隔离开关电源以及二次回路报警信息、对应线路的潮流情况；四层防误的内容包括调度后台防误拓扑、变电站站控层五防闭锁、变电站间隔层五防闭锁、就地电气机械闭锁。通过可视化的操作模式，为隔离开关操作提供可靠的信息保障，能够确保在无人值班状态下有效的监控隔离开关状态，通过四层防误闭锁，确保了操作的可靠性，能够有效避免误分合开关，保障运行安全。

同时，该技术方案具备以下原则：

1)该操作流程依据″选择-返校-执行″的方式进行；

2)该操作仅限于单一设备，禁止同时选取多个设备进行操作；

3)若隔离开关三维监控影像或双位置监控节点提示故障，禁止对其进行操作；

4)若设备处于检修或异常状态，禁止对其进行操作；

5)在运行工况正常的情况下，四层防误闭锁均无报警信号时，提示隔离开关为可操作状态；

在步骤1)中，选择设备后，调度监控后台立即实时弹出一次设备监控影像来确认设备状态，一次设备影像包括：隔离开关触头视频监控、物理关联闭锁的接地开关触头监控；

在步骤2)中，选择设备后，调度监控后台立即实时弹出设备实时状态及报警信息，实时状态包括：隔离开关分合位置状态、与之关联的隔离开关、断路器以及接地开关分合位置状态、隔离开关电源以及二次回路报警信息、对应线路的潮流情况；

在步骤3)中，隔离开关的操作状态经四层确认，包括调度主站端防误拓扑分析、变电站站控层五防闭锁逻辑分析、变电站间隔层五防闭锁逻辑分析、变电站就地机械闭锁分析，仅当四层确认均通过后，允许继续对隔离开关进行操作；

在步骤2)中所采用的隔离开关和接地开关的分/合位置信号采用双位置节点，同时采分位以及合位，分位光字亮同时合位光字灭时才能确认开关已合闸；

调度主站端防误拓扑采用内嵌功能的实施方案，通过在调控主站SCADA服务器中新增遥控拓扑防误校核模块实现，无需通过平台接口调用第三方防误系统。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。