CN101951032B - 一种测控单元实现变电站动态防误功能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法。测控单元接收监控后台下发的防误逻辑后进行存储、解析，形成间隔层防误逻辑，测控单元为每个设备提供一副开出节点作为设备操作的防误节点，对于可遥控操作设备，将防误节点串接到设备的操作回路中，通过防误节点的断开、闭合实现设备操作的闭锁或解锁，对于手动操作的设备，测控单元通过防误节点控制电控锁的打开、关闭，实现手动操作设备操作的禁止或允许。设备操作过程中，测控单元接收监控后台的指令，并结合自身存储的间隔层防误逻辑的判断结果控制防误节点的断开或闭合。本发明可以实现变电站的动态防误功能，无论在站控层监控后台、间隔层测控单元，还是在设备层就地进行操作，全站范围内所有设备均可以唯一、正确的操作。

Description

一种测控单元实现变电站动态防误功能的方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，更具体地涉及变电站智能防误系统。

背景技术

电气误操作事故是电力系统频发性事故之一，能造成设备损坏、大面积停电和人身伤亡等重大事故，防止误操作是变电站运行管理的一项重要内容。

目前，变电站中应用最为广泛的是微机防误系统，主要由防误主机、电脑钥匙及现场锁具三部分组成，其特点是防误主机将模拟预演后的正确操作步骤传输到电脑钥匙，其后的操作以电脑钥匙为主来完成闭锁锁具的解锁工作。微机防误系统可分为独立防误系统和一体化防误系统。独立防误系统是指防误系统独立于监控系统，一般通过通信方式从监控系统获取位置信息，并为监控系统设备操作提供闭锁信息；一体化防误系统是指监控功能和防误功能使用统一的图形、数据库，将防误功能集成在监控系统中。

现有的微机防误系统存在以下难以克服的缺点：

(1)电脑钥匙离线工作。电脑钥匙无法实时与防误主机保持通信，在电脑钥匙现场操作过程中，一旦发生影响操作逻辑的异常情况，防误主机应立即闭锁所有操作，但防误主机却无法实时闭锁电脑钥匙的操作，给安全操作带来隐患。

(2)无法避免“走空程”情况发生。“走空程”指用电脑钥匙打开编码锁后，未对设备进行操作就进行了下一项操作。

(3)自动化程度不高。在操作方式(遥控、手动操作)切换频繁的情况下，电脑钥匙需要多次回传，操作人员需要在主控室和操作现场间多次往返，操作较繁琐。

发明内容

为解决现有微机防误系统中存在的上述问题，本发明公开了一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)通过变电站自动化系统中的测控单元为每个一次设备提供一副防误节点；

(2)针对每个间隔的测控单元提供一副解锁节点，所述解锁节点与所述防误节点并接，控制解锁节点闭合能够实现防误节点的解锁；

(3)在监控后台的防误子系统中配置生成一次设备的防误逻辑，通过监控网络下传到相应间隔的测控单元，在所述测控单元内存储、解析，形成间隔层防误逻辑；

(4)测控单元运行过程中，实时采集所在间隔的模拟量、开关量状态信息，并通过监控网络接收其他间隔测控单元的状态信息，根据全站范围的状态信息对所述间隔层防误逻辑进行实时判断、检查，间隔层防误逻辑不满足时立即将所述防误节点断开，闭锁设备操作；

(5)运行人员按照操作流程完成一次设备操作。

在步骤(1)中，对于可遥控操作的一次设备，将所述防误节点串接到一次设备的操作回路中，所述测控单元通过控制防误节点的断开、闭合实现一次设备操作的闭锁和解锁；对于手动操作的设备，使用电控锁代替变电站传统防误系统中的锁具，将所述防误节点串接到电控锁的电源回路中，所述测控单元通过防误节点的断开、闭合控制电控锁的关闭、打开，实现手动操作设备操作的禁止和允许。

在步骤(5)中，运行人员进行设备操作的操作流程优选如下：

1)一次设备操作前，在监控后台进行操作票开票、预演，形成设备的操作序列，每步操作序列只完成一个设备的操作；

2)监控后台按照操作序列，在每步操作前检查该步操作设备的监控层防误逻辑的判断结果，监控层防误逻辑满足时向测控单元发送防误节点的闭合指令；

3)测控单元接收指令后，检查该步操作设备的间隔层防误逻辑的判断结果，间隔层防误逻辑满足时，将本步所操作设备的防误节点闭合，只有本步操作设备的防误节点为闭合状态；

4)防误节点闭合后，执行本步一次设备的遥控操作或手动操作；

5)本步设备的操作完成后，监控后台通过监控网络向测控单元发送防误节点的断开指令，测控单元接收指令后将本步设备的防误节点断开；

6)监控后台检查防误节点状态，本步操作设备的防误节点由闭合变为断开状态后，本步操作完成；

7)重复上述第2至第6步的操作步骤，直至操作序列中所有操作完成。

通过本发明的方法，保证变电站设备操作过程中一次设备操作的正确性和唯一性，一次设备操作处于动态实时防误保护下，避免了“走空程”情况的发生，弥补了现有微机防误系统技术上的不足，提高了系统运行的安全可靠性和变电站运行管理的自动化水平。

附图说明

图1是本发明的方法中测控单元防误节点安装位置的示意图；

图2是本发明的方法中测控单元内部实现方案的示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的方法进一步详细说明。

如图1所示为本发明的方法中测控单元防误节点安装位置的示意图。变电站自动化系统中按间隔配置的测控单元为每个一次设备提供一副开出节点作为一次设备操作的防误节点。

对于可遥控操作的设备，将所述的防误节点串接到一次设备的操作回路中。防误节点闭合时一次设备的操作电源接通，才可以进行远方或就地的分、合闸操作，防误节点断开时一次设备的操作电源断开，远方和就地的分、合闸操作都被闭锁。一次设备操作前监控后台在监控层防误逻辑满足的情况下向测控单元下发防误节点闭合指令，测控单元接收指令后在间隔层防误逻辑也同时满足时控制防误节点闭合，允许设备操作，运行人员执行设备的远方或就地操作；一次设备操作完成后，监控后台向测控单元下发防误节点断开指令，测控单元接收指令后控制防误节点断开，闭锁设备操作；如果在操作过程中，当一次设备的运行状态发生变化，间隔程的防误逻辑不再满足时，测控单元立即断开防误节点，闭锁设备操作。

对于网门、手动刀闸、临时接地桩等手动操作的设备，使用电控锁代替变电站传统防误系统中的锁具，所述防误节点串接到电控锁的电源回路中，测控单元通过防误节点的断开、闭合控制电控锁的关闭、打开，实现手动操作设备操作的禁止和允许。测控单元收到防误节点闭合指令，同时间隔层防误逻辑满足时，控制防误节点闭合，打开电控锁允许设备操作；设备操作完成后，测控单元收到防误节点断开指令时，控制防误节点断开，关闭电控锁闭锁设备操作。

除各设备的防误节点外，针对每个间隔的测控单元提供一副解锁节点，所述解锁节点与所述防误节点并接。在测控单元故障的情况下，如果需要进行紧急操作，可以将测控屏上安装的防误解锁把手置为“解锁”位，使所述的解锁节点闭合，所述的防误节点被短接，一次设备的操作电源接通可以执行操作。

如图2所示为本发明的方法中测控单元内部实现方案的示意图；其中通讯处理模块、控制命令处理模块、模拟量采集模块、开关量采集模块、其他间隔状态处理模块、出口控制模块都是测控单元原有的常规功能模块，防误逻辑存储、解析模块和动态防误模块是测控单元为实现变电站动态防误功能新建立的功能模块。

监控系统中一次设备防误逻辑、测控单元间互通信息、一次设备分合闸命令、防误节点控制命令都通过监控网络进行传输，在测控单元内统一由通讯处理模块进行收发处理。

一次设备防误逻辑在监控后台的防误子系统中配置并下传到相应间隔的测控单元，测控单元的通讯处理模块接收后转发至防误逻辑存储、解析模块，防误逻辑存储、解析模块将防误逻辑存储在测控单元自身的存储器中，并将设备的防误逻辑解析为与设备相关的若干个开关量、模拟量状态参与的，由与、或、非三种逻辑运算组成的逻辑条件，即为一次设备的间隔层防误逻辑。其中模拟量状态表示模拟量值大于预先设定值则状态值为真，小于预先设定值则状态值为假。

一次设备分合闸命令和防误节点控制命令都是由监控后台下发的控制命令，通讯控制模块接收到控制命令后将其发送给控制命令处理模块。控制命令处理模块若判断控制命令为一次设备分合闸命令则直接发消息给出口控制模块，由出口控制模块驱动相应的分闸或合闸继电器出口动作；若判断控制命令为防误节点控制命令则转发给动态防误模块。

通过通讯处理模块测控单元能够将本间隔内的模拟量、开关量状态发送至监控网络上，并能够从监控网络上接收其他间隔测控单元发出的状态信息，实现各测控单元间状态信息的互通。通讯处理模块将接收到的其他间隔状态信息转发至其他间隔状态处理模块，其他间隔状态处理模块对接收信息按照各测控单元的通讯地址分类管理，根据接收信息对状态数据实时刷新，提供给动态防误模块进行防误逻辑判断。

模拟量采集模块和开关量采集模块负责完成一次设备交流电气量和开关量的采集处理，是测控单元的常规功能模块，动态防误模块通过这两个模块获取一次设备实时的状态信息进行防误逻辑判断。

出口控制模块负责接收其他模块下发的命令消息，根据命令消息内出口对象的序号和动作类型，驱动对应的物理继电器，完成继电器节点的闭合、断开动作。为保证防误节点动作的正确性和可靠性，本发明所述方法中，控制防误节点和常规分合闸节点使用了独立的出口控制模块，控制防误节点的出口控制模块只能接收和响应动态防误模块下发的命令消息。

动态防误模块是实现动态防误功能的核心模块。该模块实时运行，每个运行周期内获取本间隔和其他间隔的模拟量、开关量状态数据，根据间隔层防误逻辑的内容，对每个设备的逻辑条件逐一完成与、或、非逻辑运算，得出逻辑运行结果，若运算结果为真表示防误逻辑满足，反之则表示防误逻辑不满足。动态防误模块收到设备的防误节点闭合命令时，进一步检查该设备的防误逻辑运算结果，在防误逻辑满足的条件下，发送消息给出口控制模块，驱动防误继电器动作，闭合防误节点。动态防误模块收到设备的防误节点断开命令时，直接发送消息给出口控制模块，断开防误节点。在设备的防误节点闭合期间，动态防误模块若判断出该设备的动态防误逻辑不再满足，则立即发送消息给出口控制模块，断开防误节点，闭锁设备操作。

动态防误模块通过开关量采集模块采集防误解锁把手的位置状态。所述变电站动态防误系统正常运行时，防误解锁把手置为“监控防误”位置，测控单元需要接收监控后台对防误节点的控制指令，同时实时判断间隔层防误逻辑，在监控层和间隔层防误逻辑同时满足的条件下闭合防误节点；监控后台故障时，防误解锁把手置为“测控防误”位置，测控单元不再接收监控后台的指令，只根据自身间隔层防误逻辑的判断结果控制防误闭锁节点的断开或闭合；测控单元故障时下，防误解锁把手置为“解锁”位置将解锁节点闭合，防误节点被短接，不管设备的防误逻辑是否满足都能够进行操作。

以上给出的实施例用以说明本发明和它的实际应用，并非对本发明作任何形式上的限制，任何一个本专业的技术人员在不偏离本发明技术方案的范围内，依据以上技术和方法作一定的修饰和变更当视为等同变化的等效实施例。

Claims (6)

1.一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)通过变电站自动化系统中的测控单元为每个一次设备提供一副防误节点，对于可遥控操作的一次设备，将所述防误节点串接到一次设备的操作回路中；对于手动操作的一次设备，使用电控锁代替变电站传统防误系统中的锁具，将所述防误节点串接到电控锁的电源回路中；

(2)针对每个间隔的测控单元提供一副解锁节点，所述解锁节点与所述防误节点并接，控制解锁节点闭合能够实现防误节点的解锁；

(3)在监控后台的防误子系统中配置生成一次设备的防误逻辑，通过监控网络下传到相应间隔的测控单元，在所述测控单元内存储、解析，形成间隔层防误逻辑；

(4)测控单元运行过程中，实时采集所在间隔的模拟量、开关量状态信息，并通过监控网络接收其他间隔测控单元的状态信息，根据全站范围的状态信息对所述间隔层防误逻辑进行实时判断、检查，间隔层防误逻辑不满足时立即将所述防误节点断开，闭锁一次设备操作；

(5)运行人员按照操作流程完成一次设备操作。

2.根据权利要求1所述的一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于：

在步骤(1)中，对于可遥控操作的一次设备，所述测控单元通过控制防误节点的断开、闭合实现一次设备操作的闭锁和解锁；对于手动操作的一次设备，所述测控单元通过防误节点的断开、闭合控制电控锁的关闭、打开，实现手动操作一次设备操作的禁止和允许。

3.根据权利要求1所述的一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于：所述测控单元提供的防误节点为双触点保持型继电器的触点，所述继电器其触点的动作靠脉冲电信号触发启动后能够自动保持，所述继电器包括两副触点，其中一副触点用于防误节点的输出，另一副触点用于测控单元状态回读，即测控单元将所述继电器的触点状态上送监控后台，两副触点动作行为相同。

4.根据权利要求1所述的一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于：所述测控单元具有对防误节点超时断开的功能，即监控后台控制防误节点闭合后，若防误节点超出预定时间仍未断开时，测控单元能够强制将其断开，各一次设备的防误节点的预定时间可分别设定。

5.根据权利要求1所述的一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于：全站一次设备的防误逻辑在监控后台的防误子系统中配置生成，配置好的防误逻辑通过监控网络下传到对应间隔的测控单元，一次设备的防误逻辑只需在监控后台配置一次，测控单元的所述间隔层防误逻辑无需重复配置，在监控后台能够对测控单元存储的防误逻辑进行召唤、查看和校验，测控单元对自身存储的所述间隔层防误逻辑进行定期校验，校验出错时发出告警信号。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的一种通过测控单元实现变电站动态防误功能的方法，其特征在于：进一步在每个间隔测控屏上设置一个三工位的防误解锁把手，三个位置分别为“监控防误”、“测控防误”和“解锁”，测控单元采集防误解锁把手的各位置状态，变电站动态防误系统正常运行时，防误解锁把手置为“监控防误”位置，测控单元需要接收监控后台对防误节点的控制指令，同时实时判断间隔层防误逻辑，在监控后台的防误子系统中配置生成一次设备的防误逻辑和间隔层防误逻辑同时满足的条件下闭合防误节点；在监控后台故障的情况下，防误解锁把手置为“测控防误”位置，测控单元不再接收监控后台的指令，只根据自身间隔层防误逻辑的判断结果控制防误节点的断开或闭合；在测控单元故障的情况下，防误解锁把手置为“解锁”位置将解锁节点闭合，防误节点被短接，不管一次设备的防误逻辑是否满足都能够进行操作。

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