嘉兴电网变电站程序化操作应用与探讨

沈曙明，徐 明，陈 鼎

（嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314033）

嘉兴电网变电站程序化操作应用与探讨

沈曙明，徐 明，陈 鼎

（嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314033）

结合嘉兴电网变电站程序化操作的开展情况，着重分析了程序化操作实施过程遇到的有关技术和管理方面的问题，提出旨在规范程序化操作的技术和管理的相关建议，以便提高应用水平，促进程序化操作的推广应用。

变电站；程序化；操作；应用；探讨

近年来，变电站程序化操作得到了迅速发展与应用[1]。所谓程序化操作，是指操作人员从当地后台或监控中心发出一项操作指令，由变电站计算机监控系统按照程序预先设定好的控制顺序去操作多个控制对象，同时进行各种控制和防误闭锁逻辑判断，以确定某个操作任务是否能执行，并实时反馈各种过程信息。

本文结合嘉兴地区变电站程序化操作应用情况，分析技术应用的关键环节、相关问题及应对措施，以供参考借鉴。

1 应用情况分析

1.1 应用概述

从2007年开始，嘉兴电网结合110 kV海盐变电站改造工程开始了程序化操作的试点工作。又陆续在220 kV大舜、500 kV由拳变电站等基建工程中进行了更深入的探索和实践。

目前，嘉兴电网程序化操作主要应用于采用气体绝缘开关设备（GIS）的变电站，操作对象限于一次设备，由计算机监控系统实现单间隔的运行——热备用——冷备用——检修4种状态转换和母线倒排等少量跨间隔操作功能，应用的范围和程度还处于初级阶段。

1.2 效益分析

嘉兴电网的程序化操作虽处于起步阶段，但其发挥的作用明显，主要体现在以下几个方面：

（1）安全。程序化操作必须经过完善的联闭锁功能，包括计算机监控系统站控层和间隔层两层联闭锁功能及GIS设备自身电气联闭锁，操作票均经验证正确后由计算机操作，其安全性大为提高。同时，程序化操作缩短了某些大型操作过程中出现的薄弱运行方式的时间，也缩短了新设备启动投产过程中非正常方式的时间，有效提升电网的安全运行水平。程序化操作遥控完成，使操作人员远离一次设备，从而保证了操作人员的人身安全。

（2）高效。程序化操作大幅提高操作效率，以220 kV大舜变电站部分操作任务为例，采用程序化操作与传统操作所需的时间的对比说明，见表1。

表1 220 kV大舜变电站程序化操作和传统操作时间对比min

（3）可靠。采用程序化操作，集中进行设备检查并优化操作步骤，可减少操作人员在主控室及一、二次设备间的来回奔走次数，有效降低了因疲劳致操作、检查不到位而引发误操作事故的概率。

1.3 存在问题

程序化操作应用尚处于起始阶段，故在实际应用中存在一些问题，既有技术层面也有管理层面的。如由于缺少统一的技术标准，导致操作的实现方式和技术要求不统一；未制订管理规范，造成各部门间职责不明确等；推广应用受到现有的一些安全管理规定（以下简称安规）的制约等。

2 技术标准规范化

程序化操作尚处于发展和完善阶段，因此制订相关的技术标准实现规范化管理十分重要。安全性是程序化操作最基本也是最重要的要求，主要从规范控制流程、完善防误操作功能及操作软件模块化设计等方面来保证。

2.1 规范控制流程

程序化操作必须具备完善、可靠的安全控制流程，见图1。

（1）状态自动识别。自动辨别各电气设备目前的运行状态，包括运行、热备用、冷备用和检修四种状态，并显示于操作界面，对非正常运行状态应可靠闭锁。

（2）智能开票和校核功能。提供类似操作票专家系统的功能，方便操作票录入和核对工作。利用操作票调用显示和操作预演等功能，实现操作票的人工和自动核对工作。操作预演必须是仿真模拟，利用虚拟信号和网络拓扑实现状态反馈从而进行联闭锁条件的判断，实现真正意义上的自动校票功能。

图1 程序化操作安全控制流程

（3）执行结果验证。结合相关条件和判据来判断每步操作的执行情况，并且能根据用户要求修改。如断路器的分合闸操作除辅助接点闭锁外，还应结合电流变化情况进行判断，线路改为检修时需判线路压变的空气开关位置和线路侧电压等。

（4）异常处理。操作过程中出现异常信号应暂停或终止当前操作。如发生事故或异常信号应先暂停当前操作，并给出相应提示，由操作人员决定继续执行或是终止当前操作；如一次设备出现分合闸不到位或不满足操作条件，应立即终止后续操作等。此外，操作人员还可根据实际情况随时中断当前操作。

2.2 完备的防误操作功能

程序化操作必须具有完备的防误操作功能。目前，浙江电网采用计算机监控系统的变电站防误闭锁功能的实现方式主要有3种：采用独立的微机防误系统并与监控系统通信；微机防误功能作为模块内嵌于监控系统中；利用监控系统完善的站控层和间隔层双层防误闭锁功能。前2种方式主要应用于220 kV变电站，后一种主要应用于500 kV变电站。

程序化操作是由监控系统自动完成的一系列遥控操作，直接采用监控系统自身的防止误操作功能将更简单可靠。因此，建议应用程序化操作的变电站应采用最后一种防误功能实现方式。程序化操作的每一步都须经过严格的防误联闭锁条件的验证,计算机监控系统的站控层和间隔层两层联闭锁及GIS等一次设备完善的电气和机械闭锁，构成了完备的防误操作功能，为程序化操作的安全开展提供了坚强的保障。

2.3 模块化设计

程序化操作软件应实现模块化设计，方便功能的修改与完善，尤其考虑改扩建工程对已投运变电站程序化操作的影响和验证工作，并实行版本化管理。要有完善的自检功能，杜绝因系统紊乱而发生误操作事故等。此外，应与监控系统的其它功能相对独立，以免发生异常时影响监控系统其它基本功能。

3 管理制度的适应性

程序化操作存在一些与现有的安规不相符之处，有必要修订和完善相关内容。程序化操作与传统操作模式发生了很大的变化，因此原有基于传统操作模式制订的倒闸操作规范在某些方面不适应新操作模式的应用，主要体现在以下几个方面。

（1）根据有关安规，电动刀闸的操作电源平时必须处于断开状态，只有在操作时才允许接通，而程序化操作则要求电动刀闸的操作电源平时一直处于接通状态，以适应无人值班和减少人为干预的需要。

（2）安规要求电气设备操作后的位置检查应以设备实际位置为准。因此传统操作模式下均是每操作一步，运行人员必须到现场核对设备状态，正确后才能进行下一步操作。这显然要打断程序化操作的连续性，严重制约了程序化操作的高效性。考虑GIS设备的高可靠性和状态核对的非直观性，目前嘉兴电网程序化操作采取的方法是整个操作任务全部结束后运行人员再到现场集中进行一次设备的核对检查。

（3）安规要求设备只有在无法进行直接验电的情况下才允许采用间接验电。为了适应程序化操作的要求，改线路检修状态时只能改为间接验电。因此，带电显示器、线路压变电压采集等间接验电手段的正确与否将直接影响到操作安全。如何确保间接验电的正确性必须引起高度关注。

上述问题的解决需要结合GIS设备的应用，对相关管理规定进行修改。

4 功能扩展及模式选择

4.1 功能扩展

程序化操作除了具备上述的安全性能要求之外，还应完善以下功能：

（1）人机交互功能。考虑到目前设备的现状，操作过程中仍存在一些需由人工确认的步骤，如闸刀操作电源、临时接地线、保护压板的状态等[2]。提供人机交互功能可增加操作的灵活性、正确性和连贯性。

（2）多间隔组合操作功能。实现多间隔的组合操作是程序化操作高效性最直观的体现。采用组合票操作时，要求其开票界面友好，如按电压等级归类、自动屏蔽无关操作任务选项等，以方便操作票选择。系统应具有运行方式自适应功能，能根据运行方式对典型操作任务中的实际操作任务进行自动筛选，如母线停役操作任务等[2]。

（3）远方操作功能。受传统远动通信规约的制约，操作票传输和操作过程中的交互功能实现相对困难，导致远方调度（监控）中心的程序化操作基本未开展，仅用于变电站现场操作。为适应无人值班的需求，远方程序化操作的需求将日益凸现。自动化信息网络化传输的应用，为实现远方传输操作票和交互功能提供了可能。

4.2 实现模式的选择

程序化操作的实现模式主要有集中式（主控单元模式）、分布式（间隔层装置模式）以及集中和分布相结合的混合式3种。3种方式各有优缺点，只是适用的范围有所区别。根据实际使用情况，在110 kV及以下变电站采用分布式或混合式更适宜，因为该电压等级的变电站操作任务主要集中在10 kV部分设备，各电气间隔独立性强，绝大部分操作只涉及本间隔内的联闭锁条件，操作可靠性高，同时采用分布式便于扩建。

220 kV及以上变电站则宜采用集中式或混合式，因为涉及跨间隔的联闭锁条件较多，单纯由间隔层设备实现的分布式程序化操作难以满足实际需求[1，3]。

5 应用前景及建议

嘉兴电网变电站程序化操作经实践证明是完全可行。目前，嘉兴电网的程序化操作基本还是限于一次设备，涉及到二次设备的操作仅为母联控制电源和母差内联压板的自动投切。随着数字化变电站和IEC 61850技术标准的推广应用，二次设备的远方遥控操作将是大势所趋。因此，制订、完善有关二次设备远方操作功能的管理规定，可促进程序化操作的推广应用。

程序化操作作涉及基建、设计、生技、调度、变电运行和检修等多部门多专业，因此要制订相应的管理规范，理清和确定各部门各专业的职责。程序化操作对一、二次设备及监控系统均提出了更高的要求，因此工程前期的设备选型、设计就应尽早考虑；程序化操作的建设使计算机监控系统的调试和验收工作量成倍增加，需调整工程的建设计划，确保功能的调试时间和验收质量。只有相关部门理顺关系、各司其责，才能促进程序化操作技术的应用和发展。

[1]叶锋，沈峻，杨世骅，等．程序化操作在变电站自动化系统中的实现[J]．电力系统自动化，2006，21∶90-95.

[2]黄文韬．对变电站实现程序化操作的探讨[J]．电力系统保护与控制，2008，36（22）∶100-103.

[3]郑博明，吴奕，杨洪，等．变电程序化操作的设计与实现[J]．电力系统自动化，2006（9）∶105-107.

（本文编辑：李文娟）

Application and Discussion on Sequential Operation of Substations in Jiaxing Power Grid

SHEN Shu-ming，XU Ming，CHEN Ding
（Jiaxing Electric Power Bureau，Jiaxing Zhejiang 314033，China）

Based on the application of sequential operation of substations in Jiaxing power grid,this paper analyzes the technical and management problems during the implementation,puts forward the proposals of technology and management aiming to standardize the sequential operation in order to improve the application and promote the development.

substation；sequentialoperation；operation；application；discussion

TM732

B

1007-1881（2010）09-0008-03

2009-11-19

沈曙明（1964－），男，浙江嘉兴人，高级工程师，从事电力系统技术管理工作。