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摘要：基于智能变电站信息数字化、网络化、标准化的特点，按照国调中心《智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见》【1】开发一套与之相匹配，智能化、规范化、标准化、可视化“四化一体”的智能变电站保护软压板监控装置（二次相关操作管控系统），既能规范和指导智能变电站的二次相关操作，又方便运维人员执行确认，有效防控各种作业下的人员误操作，确保人员、电网和设备安全。
关键词：智能变电站；二次相关操作；二次安全措施
0引言
随着智能变电站的大量建设和投运，变电运行检修技术措施、技术手段和对专业间的协同配合要求也在发生着不断地变化。近年来由于工作人员对智能变电站技术理解和掌握不够导致操作不当、验收把关不到位引发继电保护误动事故的几率大大增加，不仅增加了智能站运行检修人员的工作压力，更给电网的安全稳定运行带来了严重威胁。需要各级人员正视目前存在问题，认真分析智能变电站带来的各种变化，破解难题、适应和掌控变化，不断提高智能变电站的运维水平和质效。
1 智能站投运给运行检修带来的变化
1.1 操作压板带来的变化
根据最新线路保护、元件保护及辅助装置标准化设计规范要求【2】【3】，智能站保护装置只设“远方操作”和“保护检修状态”硬压板，保护功能投退不设硬压板；过程层设备设置“检修状态”硬压板，智能终端设置出口硬压板；保护装置在发送端设置 GOOSE 输出软压板；除母线保护的启动失灵开入、母线保护和变压器保护的失灵联跳开入外，接收端不设 GOOSE 接收软压板；保护装置按MU设置“SV 接收”软压板。运行人员二次相关操作由常规的保护屏就地操作功能或出口硬压板，变成了在一体化监控后台通过遥控操作保护装置的功能、GOOSE 输出、GOOSE 接收、SV 接收软压板，操作的习惯、顺序、规范要求和确认机制均发生了根本性的变化。
1.2 检修处理机制的变化
1.2.1 常规站检修压板的作用
根据常规保护装置技术和使用说明书，常规保护装置“检修状态”硬压板开入功能描述为：若装置处于检修调试状态，不需要向后台传送报文信息时置为“1”，否则置为“ 0 ”，不影响也不参与保护的运算和执行逻辑。
1.2.2 智能站检修压板的作用及其操作原则
继电保护、安全自动装置、合并单元及智能终端均设有一块检修硬压板，装置的检修状态通过装置检修压板开入实现，检修压板只能就地操作，当压板投入时，表示装置处于检修状态。装置应通过LED状态灯、液晶显示或报警接点提醒运行、检修人员装置处于检修状态。装置将接收到 GOOSE 报文“TEST”位、SV 报文数据品质“TEST”位与装置自身检修压板状态进行比较，做“异或”逻辑判断，两者一致时，信号进行处理或动作，两者不一致时则报文视为无效，不参与逻辑运算。根据《IEC 61850 工程继电保护应用模型》（Q/GDW 1396-2012）规定，智能变电站各类报文均有完整、严密的检修处理机制。
1.3 二次安全隔离措施的变化
常规站的二次安全隔离措施是明显、看得见、可控的实际回路上的隔离；智能站的二次安全隔离措施更多的是看不见的、虚拟逻辑回路上的隔离，不易被人理解和切实把控。《智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见（试行）》提出了三个新的要求：一是智能变电站虚回路安全隔离应至少采取“双重”安全措施，如退出相关运行装置中对应的接收软压板、退出检修装置对应的发送软压板，投入检修装置检修压板；二是“三信息”安全措施核对技术，即在“检修装置”、“相关联运行装置”及“后台监控系统”三处核对装置的检修压板、软压板等相关信息，以确认安全措施执行到位；三是智能站四种安全措施隔离技术【4】。
在此需要强调：一是继电保护调试人员在调试过程中，根据测试方案，需要在保护装置就地操作部分检修间隔软压板，就地操作具有最高权限，现阶段继电保护装置菜单内各类压板名称并未实例化，也就是说与后台实际命名并不一致，所以很容易出错；二是按照智能站继电保护检验规程【5】，检修机制的测试也是重要的一个项目，因此试验的过程中需要执行投退检修压板操作，这样势必要破坏“双重”安措要求，增加出错风险；三是由于现场人员在没有完全搞清所有的逻辑链路关系和各类装置检修压板操作原则的情况下，不愿使用检修压板，甚至在一个站内多个地方配合使用，实施起来确实繁琐，配合人员数量和规范化要求非常高，也极易出错。凡此种种都给继电保护从业人员的专业技能提出了新的挑战，更让运行操作人员退避不及。
1.4 运维手段的变化
智能变电站通过采用先进、可靠、集成、低碳、环保的设备和光纤实现了全站信息的数字化、网络化，通过统一的IEC61850标准实现了信息的标准化，同时变电站的二次回路也由原来的直观二次接线，变成了由软件配置完成的逻辑虚回路。常规的运维技术和仪器仪表已经不能满足智能变电站二次运维、检修的要求。近年来围绕智能站的二次检测、运维出现了很多厂家的设备和可视化工具软件，但目前为止还没有正规、全面、有效、可靠的用于智能站二次相关操作及安全措施执行的管控系统。
2 智能变电站二次相关操作管控系统的开发
2.1 系统定位
按照国调中心《智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见（试行）》总体要求，综合应用目前智能站可视化技术，开发一套与智能站相匹配的智能化、规范化、标准化、可视化“四化一体”的智能变电站二次相关操作管控系统，既能规范和指导智能变电站的二次相关操作，又方便运维人员执行确认，有效防控各种作业下的人员误操作，确保人员、电网和设备安全。
2.2 系统主要功能介绍
2.2.1 结构示意图及说明
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图1 系统主要功能结构示意图
软压板模块101，每个软压板分别连接有一个保护装置，所述软压板模块101用于对与之对应连接的保护装置进行投退操作；二次安措管控装置（模块）102，用于设定不同检修流程中每个软压板101的操作顺序和操作指令，并在检修操作过程中，将完成操作指令后的每个软压板的执行状态进行锁定；软压板状态检验模块103，用于对每个软压板的实际投退状态和102中锁定的每个软压板的执行状态进行检验；复位操作模块104，用于当软压板状态检验模块103的校验结果不一致时，强制、快速将软压板的状态复位至锁定状态。从而有效防止检修调试过程中非检修及专业调试人员对软压板进行的误操作，提高了电网的安全运行。
具体地，上述模块102包括：软压板信息配置列表模块1021，用于对每个软压板配置相应的ID信息；检修流程配置模块1022，其输入端与所述软压板信息配置列表模块1021的输出端相连，用于根据不同的检修流程，配置每个软压板101的操作指令；指令执行及存储模块1023，其输入端与检修流程配置模块1022的输出端相连，用于将检修流程配置模块1022的操作指令发送至软压板101，并存储每个软压板101的执行状态。
进一步地，所述管控系统还包括：指令输入模块105，用于对软压板101进行投退指令的输入；所述指令输入模块105包括：远程指令输入模块1051，设置在远程控制中心，用于通过网络设备发送遥控操作指令至软压板101；本地指令输入模块1052，设置在保护装置上，用于对软压板101进行操作指令的输入。
2.2.2 实施流程介绍
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图2 系统主要功能实施流程图
图2为管控系统的实施主要流程图，如图所示，检修期间，工作人员通过二次安措管控装置（模块）102下发执行指令至各个软压板101后，存储各个软压板完成操作指令后的执行状态并进行锁定；在此期间，如果其他非检修人员通过远程指令输入模块1051或本地指令输入模块1052，使得软压板的101的状态发生改变后，可通过软压板状态检验模块103、复位操作模块104使改变状态后的软压板101复位至二次安措管控装置（模块）102的锁定状态。
本系统可通过站控层网络实现对全站继电保护装置软压板状态的正确监视和准确控制功能，通过二次安措管控装置（模块）102，实现“一键式”执行，并将执行后状态锁定，如果已锁定的软压板101在调试过程中出现了与锁定状态不一样的状态，会通过复位操作模块104发出报警并自动发出遥控命令，迅速强制该软压板回到锁定状态，以达到对已执行检修操作安全措施管控，防止保护误动事的故发生。
2.3 系统硬件架构
服务器（站端、主站端）、工程师站（站端、主站端）、61850规约网络安全隔离装置（接入站控层交换机）
2.4 系统软件组成
包括服务器端软件、工程师站软件、61850规约网络安全隔离装置软件、安全措施可视化软件，下面重点对部分软件进行说明。
2.4.1 61850规约网络安全隔离装置软件：
为了满足二次安全防护相关规定的要求，工程师站（子站）不直接接入站控层与保护设备通信进行61850通信，而是通过61850规约网络安全隔离装置进行规约转换后，接入站控层交换机。61850规约网络安全隔离装置内置变电站SCD文件分析系统。
2.4.2 安全措施可视化软件
将保护装置、二次回路及软压板等信息智能分析后以图形化显示装置检修状态和二次虚回路等的连接状态，为运维人员提供更为直观的状态确认手段。二次虚回路包含但不仅限于软压板状态、交流回路、跳闸回路、合闸回路、启失灵回路。
3 智能变电站二次相关操作管控系统的应用
2020年01月，在某220千伏智能变电站首检过程中进行了试用，尤其是在220千伏母线差动保护轮退定检和新间隔接入测试过程中，管控效果明显。
检修前的准备阶段由专业人员根据检修要求，结合标准化二次工作安全措施专家库自动生成二次工作安全措施票，并经专业负责人审核，同时利用系统记录检修前正常运行状况下所有压板状态。
安措执行过程中，系统根据二次安措票要求，按步骤提示检修人员准确操作压板同时实时反馈操作的准确性，并在检修人员操作发生错误时及时提醒、告警输出；
检修工作开始前，利用系统将需要防控的软压板状态进行锁定，也可全部锁定；检修过程中，如果锁定状态的软压板出现非预期操作变位，系统将发出预警信号并自动执行压板遥控操作，自动、快速、强制将压板恢复至锁定状态，防止误动事故的发生；
检修工作完成后，自动检查所有压板是否恢复至检修前状态，如有异常及时提醒、告警输出，保证恢复正确；另外系统会全程记录检修全过程的压板操作，并能事后重现。
参考文献：
[1] 国调中心调继〔2015〕92号《智能变电站继电保护和安全自动装置现场检修安全措施指导意见（试行）》
[2] Q/GDW 1161-2013 《线路保护及辅助装置标准化设计规范 》
[3] Q/GDW 1175-2013 《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》
[4] Q/GDW 441-2010《智能变电站继电保护技术规范》
[5] Q/GDW 1809-2012 《智能变电站继电保护检验规程》
作者简介：
张良（1986-），男，工程师，硕士研究生，主要研究方向为继电保护；
基金项目：
备注：本文由国网福建电力有限公司科技项目资助——一种智能变电站保护软压板监控装置的研究，ERP项目编号：521390200095