基于双位置遥信通讯技术的微机防误系统研究

发表时间:2021/4/30   来源:《中国电气工程学报》2020年10期   作者:谭栋 孙飞
[导读] 本文针对目前传统微机防误系统采用单位置遥信通讯所存在的隐患进行了分析,结合目前主流的通讯规约方式。

        谭栋  孙飞
        (国网新疆电力公司奎屯供电公司  新疆奎屯833200)
        摘要:本文针对目前传统微机防误系统采用单位置遥信通讯所存在的隐患进行了分析,结合目前主流的通讯规约方式,进行了基于双位置遥信通讯技术的微机防误系统的研究,该技术应用的微机防误系统能有效的规避设备靠单个辅助接点遥信通讯带来的安全风险,提高人身与设备安全。
        关键词:防误闭锁;双位置;遥信通讯
        引言
        随着经济发展和技术进步,我国对电力供应愈发重视,电力可靠性更加重要。微机防误系统作为电力设备防止误操作的重要技术措施,只有确保微机防误系统的功能可靠,才能更好的保障倒闸操作正确性,防止因误操作导致的人身、电网、设备事件发生。
        1.防误系统现状
        1.1目前防误系统基本原理
        随着防误系统的推广普及,传统微机防误闭锁系统已经极大保障了变电站日常倒闸操作中的人身与设备安全。微机防误闭锁系统采用先进的图形模拟系统,以电脑钥匙实现现场解锁和数据的接收及传送,以各类锁具,如电气锁、机械编码锁等对现场设备进行闭锁。系统在模拟预演过程中,通过内置的防误逻辑对倒闸操作票顺序进行校核,而逻辑校核的准确性由当前参与逻辑运算的一次设备状态。所以,一次设备状态的准确性是对倒闸操作票顺序进行逻辑校核的重要依据。微机防误系统通过与监控系统通讯接口,实现与现场一次设备实时自动对位。
        1.2目前防误系统存在的安全隐患
        目前微机防误闭锁系统与综合自动化系统通讯一般使用104规约或CDT规约进行通讯,通讯设备状态信息采用单点遥信量来获取设备开关状态,即只采集一个常开的辅助接点(值为1表示合位,0表示分位),将状态值送至微机防误闭锁系统,表示一个设备的开关状态量,例如断路器位置:“1”,表示合位,“0”表示分位。单位置遥信通讯,无法完全判断设备的位置信息,当辅助接点故障、设备分合不到位、断路器控制回路断线时设备开关状态无法准确获取,有可能引起倒闸操作票逻辑校核的误判,存在发生“带负荷拉合刀闸”的误操作风险。
        2.防误系统改进设计
        2.1防误系统改进基本构架
        通过对单位置遥信机制的分析,从而建立基于双位置遥信通讯技术的防误系统构建以及应用。双位置遥信通讯是监控后台将测控装置采集到的设备分合两个状态的遥信,通过通讯规约同时发送至微机防误系统,微机防误系统实时判别设备的位置,按照微机防误系统对设备闭锁,解决设备在异常状态微机防误系统无法识别给操作带来的安全隐患。
        2.2双位置遥信采集及处理
        遥信信号双位置采集及逻辑处理通常有如下三种方式。
        (1)将遥信信号采集装置同时接入一对继电器常开、常闭触点,在RTU端外加数字逻辑芯片电路进行一定的“与”、“非”运算,处理后的信号为RTU的输入信号。
        (2) 将两个常开触点串联,经遥信采集装置将两个触点的信号采集之后,由逻辑数字芯片实现了“与”运算功能,输出信号作为RTU的输入信号,如图2所示。
        (3) 将两个常闭触点并联后, 经遥信采集装置将两个触点的信号采集之后,由逻辑数字芯片 “或非”计算,输出信号作为RTU的输入信号。


        2.3双位置遥信的优点
        采用双位置触点采集保证了只有两个触点同时动作,才能发出遥信信号,利用两个状态的组合表示遥信状态,这样可以发现1个遥信接点采集对信息处理的不足,减少遥信误发概率,从而达到遥信接点状态可靠监视的作用。
        3.防误系统改进设计实现
        3.1通讯规约升级
        微机防误系统通过对相应的通讯规约进行升级,同时监控后台采集设备的常开、常闭两个辅助接点的位置,将设备分合两个状态以及处于异常状态时的遥信值发送至微机防误系统。微机防误系统配置设备两个状态的遥信点表,使其具备收发设备每个状态的遥信值,自动判断设备合上、断开以及异常时的位置。
        104规约中一个字节表示一条遥信信息,DPI表示开关状态,占两个bit,两个bit可有“01”、“10”、“00”、“11”四种组合方式,可分别代表四种状态,综合自动化系统需要采集常开和常闭两个辅助接点位置。
        CDT规约中每个遥信字含16个状态位。状态位定义:b=0表示断路器或刀闸状态为断开、继电保护未动作;b=1表示断路器或刀闸状态为闭合、继电保护动作。
可采用两个bit位来组合表示一个设备设备,两个bit位可有“01” “10” “00” “11”四种组合,可代表一个设备的多种状态,综合自动化系统需要采集常开和常闭两个辅助接点位置。
        当常开点值=1 并且常闭点值=0,则认为开关在合位;当常开点值=0并且常闭点值=1,认为开关在分位;当两个位置值都为1,或者两个值都为0,则都认为开关位置异常。将两个状态值送至防误系统,“01”、“10”分别代表“分位”、“合位”;“00”、“11”代表“异常”状态。
        3.2微机防误系统升级
        微机防误系统与监控后台通过双位置遥信通讯将设备常开、常闭辅助接点的动作信息进行共享、交互,实时监测设备的分合位置。对微机防误系统进行升级,实现当设备损坏或位置异常时,监控系统发出异常遥信,五防系统判别为非正常设备分合遥信,防误系统软件的设 备图形显示异常,并提示告警,且对与之相关的间隔设备强制闭锁,待缺陷处理完毕,设备位置显示正常,方可进行倒闸操作。
        3.3控制回路断线信号闭锁防误系统操作
        因目前双位置遥信通讯技术的防误系统应用受限于监控后台是否能够发出双位置遥信信号、防误系统与监控后台通讯规约是否能够实现位置遥信信号传输、防误系统软件是否支持双位置异常位置后实现闭锁功能等限制。双位置遥信通讯技术的防误系统应用需逐步对软件、硬件进行改造后实现。但因设备在异常状态微机防误系统无法识别设备状态给倒闸操作带来了安全隐患。鉴于目前存在的问题,在现有条件下可以通过在微机防误系统增加断路器控制回路断线信号点表,通过修改防误系统闭锁逻辑实现因控制回路断线导致设备位置异常情况下闭锁本间隔设备操作的功能。
        4 结论
        综上所述,针对双位置遥信通讯技术的微机防误系统进行了设计,有效规避了设备靠单个辅助接点遥信通讯带来的安全隐患。微机防误系统与监控后台采用双位置遥信通讯,当断路器辅助接点损坏、分合不到位、控制回路断线时,也能将其实时位置情况传送至防误主机,解决设备在异常状态五防系统无法识别给操作带来的安全风险,有效防止“带负荷拉合刀闸”误操作事故的发生。随着今后综合自动化变电站的推广普及,也将从综合自动化变电站设计到建成全面考虑双点遥信技术的应用。
        参考文献
        [1]国家电网安监〔2018〕1119号国家电网有限公司关于印发防止电气误操作安全管理规定的通知
        [2]电安〔2020〕17号 国网新疆电力有限公司安监部关于开展2020年防止电气误操作隐患排查治理工作的通知
       
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