王磊
国网冀北电力有限公司唐山供电公司 河北省唐山市 063000
摘要：针对智能变电站检修过程中继电保护装置压板存在误投、漏投的现象，提出了一种智能变电站继电保护在线综合防误方法。根据压板不同的投退状态，将保护装置分为运行态、信号态、退出态、检修态，并对装置状态进行实时诊断。建立了允许式防误体系，闭锁不满足运行规则的压板投退操作。分析装置虚回路连线，结合安全措施执行规则，实现对检修装置的一键式隔离。根据一、二次设备运行状态，对检修过程中保护装置误动、拒动风险进行诊断分析，主动纠正影响保护逻辑计算的压板状态，有效降低了变电站检修过程中的安全风险。通过某220kV智能变电站的应用实例，验证了所提出的技术方案的可行性。
关键词：变电站;微机防误闭锁系统
中图分类号：TV737∶TM76 文献标识码：A
引言
变电站“五防”技术在防止电气误操作、保障现场作业人身安全以及电网安全方面起到了显著作用。随着智能变电站的全面应用和“调控一体化”运行模式的广泛推广，继电保护压板的漏、误投退或违反操作顺序事件时有发生，直接影响电网的安全稳定运行。当前变电站微机防误系统仅实现一次设备倒闸操作的防误风险管控，二次设备尚未实现操作防误。亟待补充采集二次设备状态，扩展二次设备防误逻辑，以满足当前“调控一体化”和智能变电站顺控的防误要求，提高电网设备操作的安全性。
1微机防误闭锁系统功能定义
五防是指在变电站的倒闸操作中防止恶性电气误操作事故的简称，其具体内容是：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止误入带电间隔；防止带电挂地线或合接地刀闸；防止带地线（接地刀闸）合隔离开关[5]。
2微机防误闭锁系统的基本工作原理
计算机防误闭锁系统以微型计算机、网络控制器、分布式控制器、电脑钥匙、智能锁具为核心设备，在系统调试时预先输入了使用本系统的变电站或发电厂的接线图及防误规则，并记忆保存了所有需要闭锁的设备状态，系统可以通过设备自检功能自动检测在线锁具的实际状态，自检可以定时自检和手动立即自检。系统还可以通过监控系统得到现场的设备实际状态。当运行人员接到操作任务时，首先以合法的用户身份登录到防误系统，然后在系统接线图上点击将要操作的设备进行模拟。点击的设备操作必须符合预先输入的防误规则方可加入到操作票中，一旦操作不符合防误规则，系统拒绝将该操作加入到操作票中，保证任何一步的操作都能满足防误规则的要求。防误主机形成了正确的操作票后，将会把操作任务下传给电脑钥匙，运行人员即可持电脑钥匙到现场操作。操作时，电脑钥匙严格根据防误主机形成的操作顺序解锁对应闭锁锁具，从而达到防止误操作的功能。
2.1设备防误实现思路
分析电网一次设备操作方式，以及各种电气一次主接线图，总结出其操作对象可用间隔来进行划分。操作往往是在间隔各种运行状态（冷备用、热备用、运行、检修）之间切换，而一次设备是属于间隔的操作子对象。各间隔在不同的主接线方式下可以划分为双母线接线线路间隔、3/2接线断路器间隔、内桥接线主变高压侧间隔等，各间隔相应配置继电保护装置、自动控制装置等多个从属于该间隔的二次装置，二次装置又会配置不同类型的二次设备。由此，可构建变电站内一次设备、间隔、二次装置、二次设备之间的逻辑关系网络，为二次设备防误功能的实现提供数据基础。依据继电保护运行规定、调度操作规程等关于二次设备操作要求，总结提炼二次设备防误的基本原则，如禁止运行中一次设备失去保护，禁止不按规定顺序操作二次设备等。这些原则构成二次设备防误的理论基础，利用计算机软件进行相应处理，可实现二次设备防误校验功能[4]。
2.2继电保护装置状态诊断
装置状态诊断由状态诊断和原因分析2部分组成。首先针对装置状态建立状态诊断专家规则库，规则库用于定义每种装置状态对应的软压板状态、硬压板状态及一次设备运行状态。状态诊断模块通过采集的压板状态和一次设备运行状态，结合专家规则库，诊断出装置当前状态。如果装置状态不确定，则发出告警提示造成状态不确定的原因。装置状态不确定时，有可能会影响相关联的其它装置的功能，如母线保护误退出接收软压板时，有可能造成后备保护失灵，扩大停电范围，所以有必要对装置的影响范围进行分析。由于智能变电站装置虚拟二次回路取代了物理端子和连线，回路信息存储在模型文件中，可以通过分析模型文件，找出关联的装置。通过分析虚回路连线关系，可以确定可能影响的装置及保护范围，并以告警的方式提示用户及时排查问题[3]。
3五防存在功能不完善问题分析
许多老式站所未配置五防系统，无五防闭锁逻辑，只能依靠人为控制，变电站操作人员因操作顺序不当可能引起各种电气设备误操作。手动分合的隔离开关、接地开关，在其所在设备的操作把手或网（箱）无任何闭锁。部分开关柜后柜门是个整体仅依靠螺丝直接固定无闭锁、上下柜独立但后上柜无闭锁、后上柜不能独立闭锁依靠下柜门挡片对上柜门进行闭锁，合上接地开关后下柜门机械闭锁解除后上柜门可直接开启，这些现象后上柜门可直接开启，内部也未设计隔离挡板，易发生触电事故。GIS设备出线套管清扫时悬挂的接地线不受控，只能依靠管理没有技术手段。部分老式高压开关柜，后柜无任何机械或者电气闭锁功能，面临淘汰。部分电容器本体柜、受电、母联、电压互感器、所用变、消弧消谐等开关柜无接地开关，后下柜无法形成机械闭锁，不管是否有电，拆除螺丝后可直接打开后下柜门，带电体裸露，易发生触电事故。部分开关柜断路器小车拉出后，静触头绝缘隔板没有防误闭锁功能，甚至有些闭锁功能失效未得到有效管控，容易误开柜门、误碰带电体造成触电事故。
4防误策略
针对上述事故，主动式防误通过综合分析装置状态、设备运行状态和压板状态，通过主动操作引起事故隐患的压板，预防事故发生。主动式防误的处理流程下：通过状态诊断，可以实时计算当前继电保护装置的状态。如果继电保护装置处于不确定状态，则立即启动主动防误分析。如该继电保护装置的检修压板退出、保护功能软压板投入、关联装置的检修压板投入，则该继电保护装置处于不确定状态。分析该继电保护装置压板状态、关联装置检修压板状态和一次设备运行状态，如果满足预置的异常条件，则可以定位异常的压板状态。操作预演成功后，执行操作命令。并发送操作原因和解决问题的告警。如“因一次设备停役、合并单元检修、保护装置SV接收压板处于合位，造成装置保护功能闭锁，在设备故障时可能扩大事故范围。退出本装置SV接收软压板后解决保护功能闭锁问题”[2]。
结束语
针对智能变电站中二次设备的可靠性要求，设计出了一种变电站二次防误系统，该系统采用双机备份实现了监控系统的不间断工作，采用了总线网络通讯，提升了监控数据通讯的速度和系统的可靠性、可扩展性，通过监控系统实时采集当前保护装置运行状态、压板投退状态及变动站实时量测值数据等，经由防误方法判断，对智能变电站有关线路运行状态的二次设备软硬压板的投退操作进行可行性评估，且可以对具有安全隐患防及不符合规则的操作进行闭锁告警，确保保护设备压板安全操作，避免虚回路链路压板、保护功能压板投退不一致的行为，对于变电站变电站二次防误有很大应用价值[1]。
参考文献：
[1]高占海.变电站五防功能不完善分析及整改措施[J].冶金动力,2020(08):17-19.
[2]兰高义.微机五防系统在亭子口水电站的应用与优化[J].四川水利,2020,41(03):101-103.
[3]陈灼光.综合防误闭锁系统在配网自动化中的应用探讨[J].通讯世界,2020,27(03):130-131.
[4]邹广成.变电运行中微机防误闭锁装置的应用[J].电气技术与经济,2019(05):10-12.
[5]孟海艳.变电站TDWF型微机防误操作闭锁系统研究[J].南方农机,2019,50(12):132+134.