变电站一键顺控改造技术的研究与应用

胡 杨

（国网浙江省电力有限公司杭州市余杭区供电公司，浙江 杭州 311100）

一键顺控是指用电网调控主站端应用自动控制、状态自动识别和智能判断技术，一键顺控系统引入视频联动系统，实现断路器和隔离开关的视频联动控制，将传统人工倒闸操作模式转变为操作票自动生成、操作步骤一键启动、防误主站系统校核、设备状态自动判别、操作过程顺序执行的自动模式。在操作过程中，系统按设备倒闸操作规则自动生成顺控操作票，能够高效准确地实现变电站电气设备的分合闸操作，极大地提高倒闸操作的效率和安全，减少电气作业事故的发生，这是变电站倒闸操作的一种全新模式[1-3]。

现阶段智能变电站在投产时已同步配备一键顺控操作系统，但还存在大量常规变电站须进行一键顺控改造，本文以浙江110 kV 某变电站为例，探讨一键顺控改造方案和验收方案，为今后变电站顺控改造、建设的优化提供方法和思路。

1 变电站一键顺控改造方案

1.1 改造目标

110 kV 某变为户内GIS 智能变电站，110 kV 部分均为GIS 结构，采用内桥接线方式，10 kV 采用单母四分段接线。50 MV·A 主变压器2 台，110 kV出线2 回，10 kV 出线36 回。一键顺控改造工作结合站内停电工作进行，涉及110 kV 母线及出线，共有14 只隔离开关列入状态“双确认”改造项目。

1.2 改造内容

1.2.1 实现监控主机一键顺控

110 kV 某变电站为户内GIS 智能变电站，投产时已具备程序化操作功能，为满足一键顺控实施要求，须对变电站监控系统开展一键顺控功能升级改造。

1.2.2 实现防误“双校核”

110 kV 某变电站投产时，配置内嵌在监控主机的“五防”系统，不满足监控主机内置防误逻辑与智能防误主机防误逻辑双校核要求，须新上独立智能“五防”主机。

1.2.3 实现隔离开关双确认功能

对在运变电站加装一键顺控时，原则上应尽量减少对现有机构和连杆进行改动。本次一键顺控改造中，隔离开关位置均通过视频图像识别实现双确认功能，监控视频安装在各间隔开关、隔离开关机械指示位置的周边，如智能组件柜、光缆转接箱、电流采集箱等位置，实时传送隔离开关机械位置图片，利用图像识别技术实现一次设备位置的判别。

2 改造方式与技术路线

2.1 一键顺控视频双确认系统架构

变电站一键顺控视频双确认机制主要由摄像机、硬盘录像机、站端视频主机、智能分析主机等组成。站端视频主机部署视频浏览、操作联动、录像等模块，智能分析主机提供隔离开关分合闸智能分析算法。摄像机采集隔离开关位置信息后，上送至智能分析主机，分析主机将视频采集信息分析后输出数字信号，通过反向隔离与后台主机通信，为一键顺控隔离开关位置确认提供判据。后台机完成一键顺控操作后，将操作信息通过正向隔离装置发送至分析主机，实现操作设备视频画面联动。系统架构如图1 所示。

图1 一键顺控视频双确认系统架构

2.1.1 开关双确认技术

变电站开关位置双确认技术方案采用“遥信位置 + 遥测数据”判据。遥信位置为主判据：采用开关的合位、分位双位置辅助接点。遥测数据为辅助判据：采用三相电流遥测量，电流取自本间隔TA；采用三相电压遥测量，电压取自本间隔线路TV。

2.1.2 视频联动双确认

变电站110 kV 母线及出线间隔隔离开关双确认的实现方式是采用视频联动双确认。视频图像识别实现双确认功能，监控视频安装在各间隔开关、隔离开关机械指示位置的周边，如智能组件柜、光缆转接箱、电流采集箱等位置，实时采集一次设备机械位置图片，利用图像识别技术实现一次设备位置的判别，同时兼顾设备监视及设备巡视[4]。

视频摄像机类型有3 种，分别是固定枪机、T型云台和微型摄像机。其中T 型云台可以通过摄像头的远程遥控移动，监控多个设备。视频监控摄像头网线接到主控室的视频交换机，把监控图片传送到巡视主机进行图像识别。

2.2 隔离开关位置监控视频的安装

隔离开关位置双确认须监控的主要设备分布在110 kV 场地设备区域。110 kV 场地设备区域15 个监控点，实现对站内设备隔离开关和接地隔离开关机械位置的监控。每个监控点对应具体的视频摄像头的布置如表1 所示。进线一、进线二、110 kV 母分间隔GIS 筒体左侧各设置1 个云台监控点。

表1 视频摄像头布置

3 一键顺控验收方案

一键顺控验收监控摄像头安装情况，应满足防水、防潮要求，云台移动可靠、性能稳定、信号传输稳定，能够承受正常操作产生的振动要求，且监控摄像头的安装和使用全过程不会对一次设备产生影响，先通过操作隔离开关变位，验收巡视主机的隔离开关机械位置图像；然后执行该间隔一键顺控操作任务，验收巡视主机的图像识别能力，核对监控后台、智能“五防”机点位。

3.1 视频摄像头验收

对视频摄像头采集图像的清晰度、信号稳定性、摄像头转动灵活度进行验收。验收摄像头采集视频和视频联动的能力。

3.2 云台控制验收

对云台的上、下、左、右等方向控制，对镜头的变倍、调焦、光圈控制功能进行验收，应满足支持预置位的设置、调用、删除和修改。

3.3 视频识别隔离开关位置验收

验收智能分析装置对隔离开关位置信息图像分析的准确性。图像识别结果应包括分闸位置、合闸位置、分合闸异常及分析失败等，分合闸异常故障漏报率< 0.1%。

3.4 监控系统防误逻辑验收

监控系统防误逻辑验收时，先解除与智能防误主机的防误校验，按经过审核通过的防误逻辑表在监控主机上进行模拟操作，验证监控系统防误逻辑正确性、完整性。包括验证全站与测控装置联闭锁一致性（站控层）、测控装置联闭锁正确性（间隔层）[5]。

3.5 智能防误主机防误逻辑验收

智能防误主机逻辑验收，通过模拟开票操作是否通过，验证智能防误主机内置逻辑的正确性、完整性。

3.6 一键顺控功能验收

一键顺控功能验收主要包括操作票库验收、操作任务验收、模拟预演验收、指令执行验收、监控主机与智能防误主机信息交互功能验收、操作记录验收、性能验收、安全性验收、稳定性验收等。

4 结束语

一键顺控作为变电运维“两个替代”中的重要一环，具有变电设备操作方式历史变革性意义。通过设备改造升级，将大量烦琐的人工倒闸操作步骤固化到专用计算机上，自动、精准地完成倒闸操作，并同步完成位置校验，确保操作到位，减少电气作业事故的发生。