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基于变电站一键顺控改造方案分析邹亚

发表时间：2020/5/9 来源：《电力设备》2020年第2期作者：邹亚

[导读] 摘要:随着智能变电站技术的发展，一键顺控操作已成为“智慧变电站”的基本需求之一，根据国家电网《变电站一键顺控改造技术规范（试行）》定义，一键顺控为变电站倒闸操作新模式，可实现操作项目软件预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行，可大幅减少运检人员工作量，显著提升倒闸操作效率与安全性

        (国网河北省电力公司衡水供电分公司 053000)
        摘要:随着智能变电站技术的发展，一键顺控操作已成为“智慧变电站”的基本需求之一，根据国家电网《变电站一键顺控改造技术规范（试行）》定义，一键顺控为变电站倒闸操作新模式，可实现操作项目软件预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行，可大幅减少运检人员工作量，显著提升倒闸操作效率与安全性。本文针对某地变电站顺控改造与建设存在典型问题并提出改进建议，为今后变电站顺控改造、建设的优化提供借鉴或参考。
        关键词:变电站；一键顺控；改造方案
        某地电网2019年计划完成40座变电站一键顺控改造工作，其中500kV2座，220kV1座，110kV37座。衡阳地区目前已完成A、B、C等3座110kV变电站顺控改造，取得良好经济效益。
        1B、前进变顺控改造实例研究
        1.1技术路线与改造对象的确定
        根据某地电网内部指导意见，当前变电站一键顺控改造采取站端控制方式，通过在变电站端部署一台顺控主机与一台智能防误主机，并完成隔离开关配套“双确认”改造，以实现变电设备“运行、热备用、冷备用”三种状态间的转换操作。目前隔离开关“双确认”第二辅助判据主要有视频确认、行程开关与位移传感器，受“双确认”第二辅助判据技术限制，敞开式隔离开关分合闸位置判断可靠性难以保证，优先开展GIS变电站一键顺控改造。
        110kVB、前进变电站基本情况如表1所示，两者均为GIS变电站且110kV设备数量较少，改造相对容易实现。

        1.2顺控改造工作流程
        一键顺控改造是一项系统工程，总体分为项目准备与项目实施2个阶段，项目准备阶段重点完成6项工作：现场勘查、设备操作条件（即设备状态）定义、顺控操作票编制、操作确认条件（即双确认判据）编制、施工三措编制、工作票与验收卡编制。项目实施阶段又分不停电阶段与停电阶段，不停电阶段主要完成设备安装就位、平台搭建与遥控预置等工作，停电阶段主要完成接入、调试与验收工作。
        1.3顺控改造关键环节
        不失一般性，现以110kVB变电站为例，介绍该站一键顺控改造项目准备及实施过程中的几个关键环节。
        1）现场勘查应全面细致。B变电站现场勘查主要发现以下重大问题：①该站110kVGIS隔离开关的控制回路与信号回路共电缆，不符合反措要求，应在GIS汇控柜与对应测控屏之间重新敷设电缆。②本次改造需新增一块顺控主机屏，站内无合适位置摆放，起初确定放置在原主控台与1P屏柜之间，移动主控台需配合移动底部的UPS电源线及网线，线缆长度裕度未纳入设计考虑，造成临时更改屏柜就位方案。③主控台原有一台五防机与监控后台机，新上一台智能防误机与一键顺控主机（可替代原监控后台机）后，旧装置何时退出应充分考虑实施阶段可能遇到的各种突发情况，以避免延误停、复电。④该站110kVGIS设备及主变刀闸存在影响一键顺控的缺陷，需结合停电处理。
        2）设备操作条件定义与顺控操作票编制应“因地制宜、因站而异”。设备操作条件即设备状态定义，包含了一次设备的位置及当前信号情况，其作为操作任务启动、完成的判据。当前状态的操作条件显示在顺控执行界面的“操作条件”列表内，目标状态的操作条件显示在顺控执行界面的“目标状态”列表内，如某个一次设备状态不满足条件或有相关告警信号，顺控操作拒绝执行并做异常提示。
        3）操作确认条件（即双确认判据）编制应充分结合现场实际与停、复电方式，以1号主变（高压侧）间隔操作为例，操作项目的操作前条件、操作确认条件是每一步操作项目操作前的设备位置判据和操作后的“双确认”判据。正常执行时，由顺控程序自动判断，不显示在顺控执行界面。当有条件不满足时，弹出告警提示处理，也可由顺控分图上方的“异常监视”按钮调出。
        1.4顺控改造实施难点
        B、A等变电站顺控改造，所遇困难主要有3方面：①停电困难。在电网结构不够完善的大背景下，变电站全停势必影响供电服务质量，为尽量保障用户供电，决定采取连续多天“白停晚送”方式，即大清早完成停电操作与许可开工，下午在规定时间之前完成结票验收与复电操作，对现场人员承载力提出考验。②现场多个工作面交叉，安全与质量管控困难。由于全停机会难得，除了顺控改造外，还有大量一次、二次例行检修工作，各个工作面存在不同程度的交叉与制约，势必压缩顺控改造的有效调试、验收时间，对现场工作安全、质量管控带来挑战。③运检模式变革需要适应。当前顺控模式下，针对一份调令或操作任务，顺控操作只是其中一部分，其余部分需要传统人工操作干预，相应的倒闸操作票编制与五防配合均发生改变，运维人员适应需要时间。
        以B变为例，为克服前两个难点，主要通过运检、调控与营销三方的“停、复电方式协调”解决，协调会主要明确：①停复电、开工与结票的时间节点；②调度下令方式与现场操作人员安排；③顺控改造与一次、二次例行检修工作的工序配合；④充分考虑人员承载力，该站改造期间其他工作适当错开。第三个难点，操作票问题已通过操作典型票修编，即在原典型票中穿插若干“在一键顺控主机完成××间隔由××转××状态的顺控操作”项解决，五防配合问题则通过专用运行规程修编解决。
        2顺控改造、建设存在的问题分析
        某地电网内，顺控系统改造与建设主要存在以下问题：
        1）隔离开关“双确认”判据问题。以B、前进变电站为例，GIS隔离开关操作确认条件只取了隔离开关位置接点，并未加装行程开关、视频确认等辅助手段，给操作带来安全隐患。今后顺控改造势必推广至AIS变电站，该问题将成为首先要解决的技术问题。
        2）保护压板、快分开关等二次元件操作问题。目前，除了智能变电站能够通过顺控系统操作保护软压板外，其他诸如常规变电站的保护硬压板、母联断路器控制电源快分开关（倒母时需拉开并恢复）等二次元件目前均未纳入顺控操作范围，此类问题可通过保护硬压板电动化改造、快分开关加装遥控接点等技术手段解决。
        3）新建变电站顺控系统建设滞后问题。在已投运变电站中开展顺控改造，人、财、物综合成本高，特别是倒闸操作量最大的10kV开关柜，因其改造成本太高，目前绝大部分10kV开关柜均未纳入顺控改造范畴。建议运检、建设、策划等多部门加强协同，对于新建变电工程，在可研初设即考虑采用一键顺控技术（含相应物资采购），以避免投运后顺控改造带来的综合成本问题。
        4）远方顺控操作系统建设探索问题。远方顺控操作是指在调控主站端采用顺控模式，一次性完成多项变电站设备操作，这是顺控操作技术真正解放现场操作压力的未来趋势。国家电网系统内当前主要存在两条技术路线，即根据顺序控制模块物理载体的布置位置不同，对于布置在调控主站端的称为“调度顺控模式”，对于布置在变电站端的则称为“变电站顺控模式”。目前，在大力推广变电站站端顺控系统建设的基础上，宜考虑在调控主站与各变电站端之间增加顺控专用通信通道，如常规站可在远动机和顺控主机中增加一路IEC61850规约传输与相关程序，以实现调控主站远程调用变电站内一键顺控程序。
        参考文献:
        [1]李瑾. 变电站远程顺控操作实施方案[J]. 通讯世界, 2013(21):120-121.
        [2]宿波. 变电站顺序控制及防误技术优化应用的研究[D]. 华北电力大学(北京), 2017.