智能变电站顺控操作的一些细节讨论

李毅

摘 要：在智能变电站，顺序控制操作方式已经成为发展趋势，相比传统的人工操作方式，顺控操作能大量节省时间和人力物力，但随着顺控的推广，一些细节方面的问题已经摆上了台面，如果操作中出现突发状况的处理对策，以及操作后的位置检查等。该文将对这些细节问题进行讨论，并提出一些笔者的观点。

关键词：智能变电站 顺序控制 双位置判据 断路器 隔离开关 保护装置

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（b）-0108-02

智能变电站的推广和发展，给变电站倒闸操作带来了一种全新的方式，那便是程序化操作。程序化操作简称为顺控操作，是通过定义不同的运行状态之间的转化方式，将固定的操作票写入远动机或后台机等，在进行操作时，如某间隔由运行转检修，由相关的程序自动进行操作以完成设备运行状态的转变。

很显然，顺控操作具有诸多好处，它可以大大减轻运行人员的劳动强度，有效缓解当下不断增多的变电站与运行人员相对缺少的矛盾，以应对无人值班变电站的需求，还能在操作中很大程度上减少人为误操作的可能，提高操作的安全和效率。

由表1可见，顺控操作在当下具有极大的推广意义，实际上在最近几年新站建设中，已被大量采用。笔者从事变电站现场施工工作多年，对于顺控操作有一定的了解和研究，关于其中的一些细节部分，提出了自己的见解，以供探讨。

先简要介绍一下顺控的原理，写有操作票的主机（远动机或后台服务器），在收到操作命令后，首先与五防逻辑进行比较，通过五防验证后，主机便会按照固定的操作流程逐步进行遥控操作。在每一步操作前会进行条件确认，遥控出口后，再检查操作结果是否达到预期，最终完成一个间隔乃至全站运行状态的转变。其中操作的对象可以是开关和电动刀闸，也可以是保护装置或其他可以遥控的对象。以下从三个方面，对顺控过程中的一些细节进行讨论。

1 操作前的条件确认，并应具有智能提示功能

作为智能变电站的顺控操作，应该不仅能完成人工操作所必须的步骤，理应能实现更多功能，以体现智能化的初衷。在人工操作时，每项操作步骤之前，操作人员会核查被操作设备的状态，新设备投运前还会检查诸如压板等保护装置的状态，那么智能站顺控操作时，在执行每一项操作步骤之前，也应检查以上内容。除此之外，还应能根据具体的操作对象，加入以下条件，当条件满足时，继续操作；不满足时，暂停并报出提示内容，告诉运行人员是哪一条异常信号的发出而阻止了操作的继续。

断路器。在操作断路器之前，不仅只检查断路器的分合位置，智能站还应能检查一些其余能表示断路器工作状态的遥信，这些信号有以下：控制回路断线，弹簧未储能，SF6气压低闭锁，就地信号等，一旦出现以上信号，则表示断路器不能进一步进行操作，那么智能站顺控操作就应该暂停，并报出提示，由运行人员再进一步人工干预，如果是如SF6气压低闭锁等需检修人员处理的问题，则人工终止该操作，等待处理。

隔离开关。隔离开关电动操作机构虽然比断路器简单的多，但按照厂家设计，也能报出电动机构不能进一步操作的信号，如控制回路失电，电机电源消失，就地信号等。控制回路失电表示操作继电器将不能被起动，电机电源消失表示继电器虽然能动作，但由于电机没有电源，机构仍将不能运转，就地信号则表示不能遥控。出现以上信号，应暂停操作并报出提示，由运行人员人工处理，处理完毕后视现场设备情况决定继续操作，还是等待检修人员处理。

保护装置。在操作开关进行送电前，也应检查保护装置是否处于正常运行状态，如有装置闭锁、装置报警等信号时，应暂停并提示运行人员检查。而需注意的是在母线送电时，PT断线信号应不在检查的范围之内。另外，还应检查保护装置内该投的压板是否确在投运位置，如主变送电时的差动压板，线路送电时的光差压板等，如果检查不在投入位置，暂停并提示运行人员检查，如果有些压板依据调度令确实不在投运状态，则操作可以继续。

2 操作后的检查判据，应满足新安规要求

最新的国家标准新安规中明确规定，远方操作设备，应有非同源或非同样原理的两个及以上的判据满足条件，才可以确认该操作的完成。在传统的人工操作方式中，在进行每一步的操作后也会有进行检查的项目，诸如断路器和隔离开关之类的检查则是单独的一项，人工操作完毕后，操作人员会在设备现场进行操作结果的检查，如断路器检查指示牌所指向的分合位置，隔离开关每相触头是否接触到位，触头臂是否刚过死点，如主变或线路送电后检查是否有负荷电流等等。

很显然，以上检查项目很难在进行顺控的过程中进行人工检查，顺控操作现在一般要求在监控端进行远方操作，操作人员坐在监控站内而非变电站内，如果没有视频联动是不可能看见设备的实况的，且就算顺控操作在变电站端实现，操作人员也很难实现在每一步操作后人工进行位置检查，而换句话说，如果每一步操作都需要人工去檢查位置，那又如何体现智能站顺控操作的优越性呢？

所以，操作后设备位置的检查是智能站顺控操作绕不过去的一道坎，而实际上在先行的顺控操作中，操作过后的位置检查多以单位置为准，如断路器和操作开关只检查分合位置信号，显然不满足新安规所规定的双位置确认要求。而根据笔者的经验和研究，仍将从以下三个方面对该要求进行讨论。

断路器。以往一些顺控操作中的判据，只判断断路器的分合闸位置，不符合新安规的双位置要求。而事实上在人工操作进行位置检查时，对于断路器也只能检查开关机构箱上的指示牌，或者在送电后检查负荷电流，而无法直接检查断路器的动静触头是否接触到位。对于这点，开关机构上的指示牌是安装在传动轴上，通过传动轴间接反映动静触头的接触情况，而开关分合位置是通过辅助接点采集，辅助接点则是通过一个连杆连接在传动轴上的，看起来辅助接点与指示牌都是连接在传动轴上，那么它们是不是就是同样原理的呢？笔者认为，它们符合非同源或同样原理的条件，因为指示牌是直接装在传动轴上，甚至有些指示牌就是传动轴，所以相比辅助接点，它们更能可靠的反应开关实际位置，毕竟辅助接点与传动轴之间的连杆有松动或脱落的可能。所以笔者认为，断路器的双判据完全可以采用微动开关来监视传动轴的实际位置，具体操作起来就是在传动轴的两个固定位置各安装一个微动开关，而微动开关较短的行程，相比辅助接点的长行程，能更准确地反应开关的实际位置，用这个信号来判断断路器是否分合闸到位将是传统位置信号的有效补充，具体方案见图1、图2。

此外，还可以考虑加入电流判据，一般合开关就是送电，可以引入一个电流限值，超过这个值就认为开关合闸到位，而考虑到有可能短时间内没有负荷，笔者认为更应该考虑保护启动这个信号，因为正常操作时只要合断路器，就是对设备的充电，这个设备可以是主变线路也可以是母线，而只要是充电，就必有相应的保护启动，所以完全可以考虑将对应的保护装置保护启动信号加入到断路器的合闸位置判据中去。

隔离开关。与断路器不同的是，人工操作时能到达现场直接检查隔离开关的触头接触情况，而并非检查传动轴上的指示器，所以顺控过程中如何检查隔离开关的位置，将是一个难题。笔者认为，可以在隔离开关瓷瓶底部加装传感器，当瓷瓶底部转到固定位置时，相对应的传感器将会接通，通过遥信采集供顺控操作判断使用，也同样解决了双位置判据的问题。不过由于每相隔离开关的生产工艺问题，传感器的位置选择需要耗费现场安装的大量时间，需要反复试验方才能定下来。此外，还可以考虑在触头上加装传感器，通过光或者其它的方式将触头的接触情况传送给下方构架上的传感器，将会更精确的监控隔离开关触头的位置，不过实现起来会有较大难度。

保护装置。在操作过程中同样需要对保护装置进行操作，常见的操作有投退压板、切换保护定值区以及更改保护定值。而需要注意的是，以上这些操作一般会出现在新设备送电过程中，或者运行中单独操作，而并非会出现在常见的正常倒方式中，所以实际上笔者认为，对保护装置的操作可以不在顺控的操作票中。然而远方操作保护装置时同样需要满足双位置要求，而往往很多软压板和定值区都很难做到双位置，笔者认为完全可以在保护装置中再加一块通信插件，单独组网，这样就能将定值区号及软压板位置以两种非同源的方式上传，不过目前保护厂家尚未类似产品。而远方更改定值，考虑到将定值的重要性与上传定值具体数值的通信可靠度进行对比，笔者认为目前暂不可实施，且也无必要实施。

3 操作中出现的暂停或终止，应可靠闭锁下一步操作并给出提示

操作过程中往往会出现一些意外，比如断路器合闸于故障，断路器或隔离开关合闸不到位而引起其他保护如母线保护动作等保护动作，再如操作过程中出现断路器SF6低告警，操作后出现断路器控制回路断线，直流接地等告警，又或者断路器或隔离开关操作后不变位，等等一些突发情况。如果这时是人工操作，操作人员自会检查现场后判断如何处理，要么立即解决问题继续操作，要么中断操作汇报调度。

而如果这时是顺控操作，那么也应该具备智能判断能力。为避免顺控程序的复杂性，以及考虑到与大量的操作相比，操作中出现意外的几率还是很低，笔者建议，顺控操作中只要出现保护动作信号，就立即中断操作，提示保护动作信号，这一点很容易实现，只需要在每一步操作前检查一下全站事故总信号是否为0即可。然后由操作人员检查保护动作情况，判断是否再进行下一步操作，比如是恢复原有运行方式还是继续遥控操作，或者联系检修人员进行处理。

而告警信号由于可能出现的内容比较多，写入顺控程序太复杂，笔者觉得完全可以由远方监控人员把握，因为监控人员本来就负有监盘的责任，应该能第一时间发现变电站的告警信号，且这些告警信号一般不会对接下来的操作造成太大影响。而如断路器SF6闭锁信号在没有报警信号之前就在操作过程中突发的可能性还是极低的，所以只需在操作断路器前检查一下即可。至于断路器控制回路断线，如果在断路器合闸后出现将会影响保护出口，所以应该在合断路器之后检查位置时再加一条，合位继电器动作信号发出，既能在检查断路器位置时多一条判据，又能避免保护动作跳不開断路器的情况发生。

至于断路器或隔离开关操作后不变位，则应该可靠暂停操作，通知现场人员检查过后，由操作人员选择继续本步操作还是中断操作。由于一般设备操作后不变位，多为遥控出口压板未投，现场设备远方就地，或者未采集位置的控制电源空气开关未投，都可以现场立即处理，所以应考虑操作不变位这种情况发生后，人工选择继续此步操作的功能。

4 结语

以上三方面内容是笔者关于智能站顺控操作的一些理解和想法，希望能给与同行人员以一定的参考，更希望能获得批评指正。

总而言之，智能站顺控操作能大量节省人力物力，代表了新一代智能站操作方式的新方向，值得研究人员，以及现场生产人员投入大量精力去完善它，使它成为变电站操作的常态。

参考文献

[1] Q/GDW1799.2-2013，国家电网公司电力安全工作规程（变电部分）[S].北京：中国电力出版社，2014.

[2] GB/T 30155-2013，智能变电站技术导则[S].北京：中国标准出版社，2014.