变电站一键顺控改造技术的试点研究

刘慧　黄凯　王宇飞

摘 要：随着电网快速发展，变电站数量飞速增长，变电站常規操作环节复杂、效率低，误操作风险大，成本高、难度大，人身安全风险高，变电站运行和调度人员面临巨大的考验。本文对变电站一键顺控技术进行试点研究。该技术满足变电站操作规程和逻辑要求，大大提高了工作效率，具有较高的推广使用价值。

关键词：一键顺控;双确认判据;变电站;改造技术

中图分类号：TM63文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）14-0122-03

Pilot Study on One-key Sequence Control Transformation Technology of Substation

LIU Hui HUANG Kai WANG Yufei

（State Gird Zhengzhou Electric Power Company，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of the power grid， the number of substations has grown rapidly. The routine operation of substations is complicated， low efficiency， high risk of misoperation， high cost and difficulty， and high personal safety risks. Substation operation and dispatch personnel are facing huge challenges. This paper conducted a pilot study on the one-key sequence control technology of the substation. This technology meets the operation regulations and logic requirements of the substation， greatly improves the work efficiency， and has a high value for promotion and use.

Keywords： one-key sequence control;double confirmation criterion;substation;transformation technology

随着电网快速发展，变电站数量快速增长，传统倒闸操作问题日益凸显。传统倒闸操作环节复杂操作前需要经接令、写票、审核、模拟等环节，重复性工作多，同一操作任务，每次操作需要重复执行全部相同流程，所有操作均需要人员现场执行、现场确认、效率低下，智能站二次设备软压板多，不同厂家命名、描述不同，只靠人工判别，易发生误操作、漏操作。操作时人力、物力、时间成本高，恶劣天气复杂环境等更增加现场倒闸操作的难度。而运检人员数量相对稳定，生产任务日益繁重，人员数量和结构矛盾突出，当前急需改进原有操作方式，将烦琐、重复、易误的传统人工倒闸操作模式转变为自动模式，节省操作时间，减轻工作强度，降低误操作、漏操作风险，缩短用户停电时间[1]。

1 总体技术方案

结合我国变电站现状，根据国家电网有限公司运维检修部发布的《变电站一键顺控改造技术规范》，制定改造方案，将变电站的倒闸操作通过软件编程，实现自动识别一次设备状态，一键启动操作流程并可进行防误校验。操作系统中存储常用操作的一键顺控操作票，便于不同操作使用。一键顺控过程中将双确认的多个判断条件中位置接点、压板状态、当前定值区号判据作为主要判据;其他判据为辅助判据，操作对象期望达到的目标状态为目标设备态。一键顺控指令在执行前必须一定满足的初始条件，否则禁止指令执行。一键顺控指令全部执行后需要满足的预期状态是目标状态，目标状态全满足表示指令执行成功，目标状态未满足表示指令执行失败。系统架构如图1所示。监控主机主要进行一键顺控的操作和储存功能，测控装置通过双重判据获取隔离开关、倒闸等实时信息，防误主机辅助监控系统进行校核，实现监控系统一键顺控功能。

1.1 功能结构

通过改造实现变电站主设备状态转换的一键顺控操作，如图2所示。实现组合式电器，敞开式电器，充气式、固体绝缘开关柜“运行、热备用、冷备用”三种状态间的转换操作;实现空气绝缘开关柜“运行、热备用”两种状态间的转换操作;实现倒母线、主变中性点切换、终端变电站电源切换操作。

1.2 一键顺控操作流程

一键顺控操作将操作流程精简至8步（见图3），依次选择操作对象、当前状态、目标状态后，由程序自动执行倒闸操作（见图4），安全可靠，省时、省力、省心，简单便捷。

1.3 “双确认”判据

通过传感器接收隔离开关、刀闸等一次设备的位置信息，传感器具有数据重传机制，数据可靠传输至测控装置，实现设备实时状态的“双确认”。双确认判据如表1所示。

2 实施过程

2.1 监控系统改造

优先对监控主机进行一键顺控功能升级，若不具备升级条件，可新增一台具有一键顺控功能的监控主机，保留原监控主机，新增监控主机仅完成一键顺控功能。若新增监控主机可替代原监控主机所有功能，应按原监控主机配置数量新增具有一键顺控功能的监控主机，替代原监控主机;若原间隔层装置不支持新增监控主机接入，则原监控主机退运，由新增监控主机实现一键顺控功能及原监控主机所有功能。新增的监控主机宜采用双网冗余接入Ⅰ区站控层网络，若原站控层网络为单网则单网接入，从站控层网络上采集一二次设备运行状态。若新增监控主机无法直接通过Ⅰ区站控层网络与原间隔层装置通信，可增加规约转换装置，采用DL/T 860标准与新增监控主机通信，若原有间隔层装置不能满足信息接入需求，可新增公用测控装置，用于接入双确认等新增信号，完善与一键顺控操作相关的信息接入[2]。

若变电站内没有配置独立五防主机，需要新增一台智能防误主机，智能防误主机与监控系统内置防误逻辑共同实现一键顺控双套防误校核。若已配置独立五防主机，优先对原独立五防主机进行一键顺控校核功能升级，不具备升级条件的应新增一台具有一键顺控校核功能的智能防误主机。若新增智能防误主可替代原独立五防主机所有功能，应由新增智能防误主机替代原独立五防主机。若新增智能防误主机不能替代原独立五防主机，则保留原独立五防主机，新增智能防误主机仅实现一键顺控校核功能，新增智能防误主机从新增监控主机获取全站设备实遥信状态，从原独立五防主机获取地线、网门等虚遥信状态。新增智能防误主机宜采用双网冗余接入站控层网络。

优先对Ⅰ区数据通信网关机进行一键顺控功能升级;若不具备升级条件，应新增一台具有一键顺控指令转发、执行结果上送功能的Ⅰ区数据通信网关机，宜采用双网冗余接入站控层网络，若原站控层网络为单网，则通过单网接入[3]。新增监控主机、智能防误主机、Ⅰ区数据通信网关机时，应对UPS容量进行核算。

2.2 一次设备改造

断路器具备遥控操作功能，三相联动机构位置信号的采集采用合位、分位双位置接点，分相操作机构采用分相双位置接点。母线和各间隔使用电压互感器数据，无电压互感器时增加具备遥信和自检功能的三相带电显示装置。隔离开关具备遥控操作功能，其位置信号的采集采用双位置接点遥信。

2.3 双确认改造

断路器应满足双确认条件，其位置确认采用“位置遙信+遥测”判据。位置遥信作为主要判据，采用分/合双位置辅助接点，分相断路器遥信量采用分相位置辅助接点。

断路器位置双确认逻辑如图5所示。当断路器位置遥信由合变分，且满足“三相电流由有流变无流、母线电压由有压变无压/母线三相带电显示装置信号由有电变无电、间隔电压由有压变无压/间隔三相带电显示装置信号由有电变无电”中的任一条件时，确认断路器已分开。当断路器位置遥信由分变合，且满足“三相电流由无流变有流、母线电压由无压变有压/母线三相带电显示装置信号由无电变有电、间隔电压由无压变有压/间隔三相带电显示装置信号由无电变有电”中的任一条件时，确认断路器已合上。电流判据的门槛值可根据额定电流和现场情况配置10～20 mA的数值[3]。

3 系统安全防护要求

改造后的监控系统（包括智能防误系统）满足《电力监控系统安全防护规定》、《电力监控系统安全防护总体方案》（国能安全〔2015〕36号）等安全防护方案和评估规范的有关要求;满足《电力系统控制类软件安全性及其测评技术要求》（DL/T 1455—2015）和《电力安全工作规程变电部分》（Q/GDW 1799.1—2013）的有关要求;支持接入变电站网络安全监测装置;新增主机采用安全操作系统，新增软硬件应通过信息安全测试[4]。

一键顺控对操作用户进行身份标识和鉴别，采用操作人、监护人同时“口令+指纹或数字证书”双因子验证，确保操作用户身份标识的唯一性;指纹识别设备满足《公共安全 指纹识别应用 采集设备通用技术要求》（GB/T 35735—2017）的有关要求。

4 结论

一键顺控的完成，大大提高了运行人员工作中的效率，操作过程中进行“双确认”，更加安全，易于操作。按变电站总量平均计算，一座变电站每年可节约533人时，节省人工成本约11.4万元，增加供电时间约266.5 h。未来，人们要有效运用科技手段，加快变电站自动化技术的发展。

参考文献：

[1]王顺江，施毅斌，王洪哲.电力自动化通讯规约精解[M].沈阳：东北大学出版社，2014.

[2]郑小革，高超，周凡，等.变电站一键顺控改造方案研究及实施[J].电网与清洁能源，2019（6）：27-30.

[3]罗皓文，刘炬，王洪涛，等.变电站顺控系统改造方案研究及应用[J].东北电力技术，2019（8）：40-43.

[4]谢吉.变电站一键顺控技术优化应用的研究[J].电子世界，2019（11）：65-67.