CN102157983B - 基于goose的测控装置五防闭锁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以测控装置为核心基于GOOSE交换机制的五防实时闭锁方法。测控装置在下行方向与后台通过GOOSE方式交互操作票允许、监控分合允许虚拟标志位，并根据后台的标志位以及测控本身的间隔层五防逻辑输出闭锁接点，以保证操作正确性；在上行方式上通过采集开关辅助触点以及电磁锁具的辅助接点反馈操作过程，实现对全站操作的实时在线监控。通过本发明的技术方案，能够通过间隔层实现以测控装置为核心的变电站五防程序闭锁，降低了变电站误操作的概率，并实现了调度遥控的三层五防校验，解决调度与后台同时操作的操作票互斥问题。

Description

基于GOOSE的测控装置五防闭锁方法

技术领域

本发明涉及在变电站中通过站控层监控系统与间隔层控制系统相互配合的来实现变电站防误闭锁在线监视的微机五防系统。

背景技术

电力系统中设备因运行方式改变和维护检修需要，需要对运行设备进行操作，为保证变电站操作过程中可能的误操作，必须通过制定防误闭锁操作规程来杜绝可能发生的误操作。 目前应用最为广泛的是传统的微机防误闭锁系统。微机防误闭锁系统主要由三个部分组成，即防误主机（或五防模拟屏）、电脑钥匙及现场锁具。其特点是防误主机（或五防模拟屏），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。

目前的微机防误闭锁系统基本上为独立存在，且由于电脑钥匙的存在基本上都是离线式系统。独立的微机五防系统通过与后台网络通讯获得实时数据，但由于组态重复繁琐，容易出现数据库不一致的错误，可靠性降低；对于离线设备，相应的操作许可都在操作前进行判断并下装到电脑钥匙中，无法实时反应现场实际变化，容易引起误操作；同时，离线设备在操作过程中，防误主机不能实时获得操作的执行情况，电脑钥匙的回传只能表明电脑钥匙的程序完成，而无法反应一次设备以及锁具的真实操作情况。目前有相关单位提出一体化五防系统，但是该系统仅仅解决了原有五防系统数据库维护的一致性，无法解决所存在的离线操作问题。

同时一直以来调度与监控后台存在两套独立的五防开票系统，调度与监控之间操作票一直存在一个互斥问题。如何保证调度操作与监控后台操作的操作互不影响互相独立，一直是五防操作票系统的难点；目前在大多数厂站，调度系统多数不开放直接控制一次设备，多由下面的监控系统完成，但这种处理方式明显不符合未来发展方向。

发明内容

本发明的目的是：提出一种以测控装置为核心的基于GOOSE的五防实时闭锁方法，将测控装置与后台（变电站控制后台）相结合，在间隔层实现操作票功能，将锁具、五防监控系统、电脑钥匙一体化，实时监视操作过程，减少误操作的概率；同时由测控装置区分遥控来源，根据操作票衍生闭锁规则，实现调度与遥控的操作互斥性。

本发明的技术方案是：基于GOOSE的测控装置五防闭锁方法：

电站的五防系统包括后台（即站控层）监控系统，测控装置和电磁锁具，测控装置在下行方向通过GOOSE报文与后台交互操作票序列信息，交互监控分合允许的标志位，在后台的间隔层（即测控装置）实现具有操作票序列功能的闭锁逻辑运算；测控装置输出相应的闭锁接点串入操作回路；避免了现有测控装置的闭锁接点仅仅具有防误功能而不具有防止走错间隔的缺陷；测控装置在上行方向上，根据一次设备以及电磁锁具的辅助反馈接点判断操作票是否正确执行，从而在测控装置中实现全站的实时在线监控，避免了原有五防系统非电控设备电脑钥匙离线回传的问题。

此外，对于离线操作设备，在测控装置中根据操作票序列以及联闭锁结果实时动态计算相应的五防逻辑，输出相应的闭锁接点串入到相应的电磁锁具，从而避免了原有五防系统因电脑钥匙离线操作而开票状态与实际状态不一致所造成的误操作问题，提高了整个五防系统中对于非电控设备的操作安全性。

此外，测控装置作为遥控的最终执行者，通过监控后台的IP配置区分遥控来源，实现调度遥控的三层防误判断，当设备操作序列有效时，闭锁该操作票中相关操作对象的控制操作，从而实现调度与后台的操作票序列互斥与管理功能；避免因调度遥控影响后台五防的操作票执行。

此外，测控装置具有临时解锁功能，可对某个操作对象临时解锁，解锁后将该操作对象的相应操作、分合允许标志置1，实现紧急单步操作，以应对紧急情况的发生。

测控装置作为该五防方法的核心具有操作票管理与执行的决策功能，为了应对各种操作模式，测控装置的详细流程如下：

(1)     运行人员首先对一次设备进行五防逻辑组态和操作票编写，并将相应的五防逻辑和完整操作票信息动态下装至测控装置中，至此，测控装置就具有了完整的五防逻辑和操作票序列。

(2)     当通过后台进行操作时，模拟预演后，后台将当前步骤操作对象的操作票序列置1，同时根据五防逻辑关系实时计算操作对象的监控分、合允许标志，并将三类信息通过GOOSE以周期心跳报文以及突发变位报文的形式实时发给测控装置。

(3)     测控装置根据操作对象的逻辑锁文件实时的判断自身的联锁分允许、联锁合允许状态，同时接收后台发送的操作序列标志、监控五防分允许标志、监控五防合允许标志，计算出最终的闭锁状态接点，并串入操作回路中；

(4)     监控后台根据相应设备的操作票序列，实时追溯该对象五防逻辑中所涉及的其他相关设备，并根据相关设备状态，对可能会影响到本操作票执行的相关设备，闭锁相应的分、合允许标志；测控装置断开相应对象的联锁接点回路，保证后台的操作票能够顺利执行，不因为其他设备状态的调度遥控或误操作而失败。

(5)     对于可电控设备，当调度或者后台对测控装置发送遥控时，测控装置通过在测控装置内部Server端的IP组态配置，区分Client端遥控操作来源；当调度遥控令发至测控装置时，测控装置将后台五防分合允许结果与测控五防分合允许进行串联校验，保证正常情况下调度遥控的三层五防校验（后台联锁、测控联锁、电气闭锁）；同时测控装置根据操作票闭锁相关设备的测控五防接点，实现调度操作与后台操作的互斥，防止误操作。

(6)     对于非电控设备，诸如网门、临时接地线，这些设备对象不能通过接点串入回路来实现防误操作。需要具有特定功能的电磁锁具来实现防误功能，五防锁具本身具有电源，测控装置实时计算决定分合闭锁接点的状态，并需要将操作箱的分、合允许接点串入锁具的电源回路，当电源回路断开时，锁具不能打开或合上，保证只有条件满足的锁具才能打开，从而防止了操作对象的误操作；同时锁具提供可靠的辅助接点接入测控装置，实时的反应操作状态，以此来实时的反应该操作对象的状态。

本发明的有益效果是：本实时五防闭锁方法通过GOOSE报文方式交互操作虚拟标志位，在对现有变电站接线做较小改动的情况下，在测控装置中实现了操作票功能，将电磁锁具、五防系统一体化，取消电脑钥匙，实现了全站操作的实时动态监控；降低了变电站误操作的概率；实现了调度遥控的三层五防校验（后台联锁、测控联锁、电气闭锁）为将来无人值守变电站的五防闭锁操作提供了基础；同时通过测控装置的操作票管理与互斥功能，并解决了调度与后台同时操作的互斥问题，提高了操作票执行的成功率。

具体实施方式

后台五防机：

后台采用一体化五防平台，详细方案如下：

1、监控后台能够实时反映每个操作对象的实际位置，并为每个操作对象定义一个设备类型，以应对不同对象的不同操作需求。正常情况下，每个操作对象的监控操作序列标志（JKCZ）均置0，实时的计算每个操作对象的监控五防分允许标志（JKWF_EnaOpn）、监控五防合允许标志(JKWF_EnaCls）；当运行人员编写好操作票后，在完成预演后将当前步骤操作对象的JKCZ置1，其他操作对象的JKCZ均置0；将(分允许标志)JKWF_EnaOpn和合允许标志(JKWF_EnaCls)发给相应操作的测控装置。

2、当相应操作对象的监控操作序列允许（JKCZ）为1时，后台追溯该操作票该操作对象的联锁逻辑，并根据该联锁逻辑中所涉及的对象闭锁其分、合逻辑信号（JKWF_EnaCls/JKWF_EnaOpn），从而保证该操作票能够得到完整、顺利执行。

3、后台具有临时解锁功能，可对某个操作对象临时解锁，解锁后将该操作对象的JKCZ、JKWF_EnaOpn、JKWF_EnaCls都置1，实现紧急单步操作，以应对紧急情况的发生。

测控装置：

测控装置作为该五防闭锁方法的核心，详细方案如下：测控装置根据“远方就地”把手确定调度后台和就地操作的遥控模式，对于非电控设备默认为就地模式；当测控装置的“操作票功能”软压板启用时，测控装置则启用操作票判断逻辑，当前除调度外的所有操作都需要经过操作票序列判断，对于非电控设备均默认为需要操作票序列许可；同时根据“五防模式”软压板投退与否决定是否需要进行调度的三层五防校验（后台联锁、测控联锁、电气闭锁）。

测控装置根据装置内的五防闭锁文件实时计算联锁的分、合允许（CKWF_EnaCls/CKWF_EnaOpn）；同时根据接收到的监控操作序列允许（JKCZ），监控分、合允许信号（JKWF_EnaCls/JKWF_EnaOpn）实时计算对应操作对象的联闭锁状态；对于可电控设备，遥控选择时根据操作对象的遥控来源，决定是否需要经过操作序列允许(JKCZ)，遥控选择成功后输出相应操作回路闭锁接点，等待遥控执行；在等待时间内闭锁其他来源的遥控，当遥控执行完成或者超时等待时间后，打开相应的闭锁接点；对于非电控设备，则根据操作序列（JKCZ），监控分、合允许信号（JKWF_EnaCls/JKWF_EnaOpn），联锁的分、合允许（CKWF_EnaCls/CKWF_EnaOpn）实时计算锁具电源回路闭锁接点，等待运行人员操作。

当操作对象需要解除测控自身的联锁功能时，可通过“联锁解除”（OBJ_Unlock）退出自身的测控联锁功能，其操作序列功能依然可以得到保留。

电磁锁具：

使用专利号为ZL2006201262799的电磁锁具。该五防锁具本身具有电源，测控装置实时计算决定分合闭锁接点的状态，并需要将操作箱的分、合允许接点串入锁具的电源回路，当电源回路断开时，锁具不能打开或合上，保证只有条件满足的锁具才能打开，从而防止了操作对象的误操作；同时锁具提供可靠的辅助接点接入测控装置，实时的反应操作状态，以此来实时的反应该操作对象的状态。

Claims (3)

1.基于GOOSE的测控装置五防实时闭锁方法，其特征是：测控装置在下行方向通过GOOSE报文与后台交互操作票序列信息，交互监控分合允许的标志位，在测控装置实现具有操作票序列功能的闭锁逻辑运算；测控装置输出相应的闭锁接点串入操作回路；测控装置在上行方向上，根据一次设备以及电磁锁具的辅助反馈接点判断操作票是否正确执行，从而在测控装置中实现全站的实时在线监控；对于离线操作设备，在测控装置中根据操作票序列以及联闭锁结果实时动态计算相应的五防逻辑，输出相应的闭锁接点串入到相应的电磁锁具；测控装置作为遥控的最终执行者，通过监控后台的IP配置区分遥控来源，实现调度遥控的后台联锁、测控联锁和电气闭锁三层防误判断；当操作序列有效时，闭锁该操作票中相关操作对象的控制操作；

基于GOOSE的测控装置五防实时闭锁方法工作步骤如下：

(1)运行人员对一次设备进行五防逻辑组态和操作票编写，并将相应的五防逻辑和完整操作票信息动态下装至测控装置中，至此，测控装置就具有了完整的五防逻辑和操作票序列内容；

(2)当通过后台进行操作时，模拟预演后，后台将当前步骤操作对象的操作票序列置1，同时根据五防逻辑关系实时计算操作对象的监控分合允许结果，并将三类信息通过GOOSE以周期心跳报文以及突发变位报文的形式实时发给测控装置；

(3)测控装置根据操作对象的五防逻辑实时的判断自身的联锁分允许、联锁合允许状态，同时接收后台发送的操作序列标志，监控五防分允许标志，监控五防合允许标志，并结合自身的联锁状态，计算出最终的闭锁状态接点，并串入操作回路中；

(4)监控后台根据相应设备的操作票序列，实时追溯该对象五防逻辑中所涉及的其他相关设备，并根据相关设备状态，对影响到本操作票执行的相关设备，闭锁相应的分、合允许标志；测控装置断开相应对象的联锁接点回路，保证后台的操作票能够顺利执行，不会因为其他设备状态的调度遥控或误操作而失败；

(5)对于可电控设备，测控装置通过在测控装置内部Server端的IP组态配置，区分Client端遥控操作来源；当调度遥控令发至测控装置时，测控装置将后台五防分合允许结果与测控五防分合允许进行串联校验，保证正常情况下调度遥控的三层五防校验，包括后台五防、测控五防、电气闭锁；同时测控装置根据操作票闭锁相关设备的测控五防接点，实现调度操作与后台操作的互斥，防止误操作。

2.如权利要求1所述的基于GOOSE的测控装置五防实时闭锁方法，其特征在于，对于非电控设备，这些设备对象不能通过接点串入回路来实现防误操作；需要具有特定功能的电磁锁具来实现防误功能，电磁锁具本身具有电源，测控装置实时计算决定分合闭锁接点的状态，并需要将操作箱的分、合允许接点串入电磁锁具的电源回路，当电源回路断开时，电磁锁具不能打开或合上，保证只有条件满足的电磁锁具才能打开，从而防止操作对象的误操作；同时电磁锁具提供可靠的辅助接点接入测控装置，实时的反应电磁锁具操作状态，以此来实时的反应该操作对象的状态。

3.如权利要求1或2所述的基于GOOSE的测控装置五防实时闭锁方法，其特征在于，所述的测控装置设有临时解锁功能，对某个操作对象临时解锁，解锁后将该操作对象的相应操作、分合允许标志置1，实现紧急单步操作。