CN108448718B - 智能变电站保护装置一键顺控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能变电站保护装置一键顺控方法，提出保护装置顺控操作，实现保护投退和安措隔离的“一键式”顺控，通过固化保护装置投退步骤，有效降低了安措过程中误操作的风险。以上技术方案均在某220kV智能变电站开展试点，且运行状况较好，极大程度提高了变电站的智能化水平。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站二次设备在线运维技术领域，尤其涉及一种智能变电站保护装置一键顺控方法及系统。
背景技术
近年来，通信网络技术的发展为智能变电站的应用和推广创造了条件，使得变电站的智能化程度不断提高。智能变电站通过三层两网代替了传统变电站的硬接线，为继电保护设备的检修和状态监测创造了良好技术条件。
智能变电站通过光纤通讯代替传统变电站的硬接线，传统的二次回路接线被表述为不可见的抽象网络报文，增加了运维人员的工作量和检修出错的可能性。在电网正常运行工况转换、安措隔离、检修和改扩建时软压板需要频繁操作，传统变电站通过硬软压板的投退来完成保护功能的投退，智能站软压板此种方式在网络通信条件下不再适用，这使得运维人员难以适应。
智能变电站中在运行设备和待检修设备通过网络连接，鉴于有别于传统变电站的硬接线连接方式，在不破坏智能站网络结构的前提下，很难将在运行设备和待检修设备进行物理隔离。只能通过改变智能设备发送方和接收方的状态、采样来执行安措隔离，这给运维人员提出更高要求，同时也增大了运维过程中安全措施实施出错的可能性。
目前一次设备的顺控操作已在个别变电站进行试点，一次设备的顺控功能是通过一组遥控命令实现断路器、隔离开关和接地倒闸的分闸、合闸操作，最终实现变电站一次设备在运行状态、热备用状态、冷备用状态和检修状态间的转换。保护装置等二次设备的顺控是指通过一组二次设备软压板遥控操作自动实现二次设备的投入/退出、与其他运行二次设备隔离/恢复。目前二次设备投退和安措执行依然采用传统操作票形式逐个压板人工投退、核对检查，这种方式工作效率低下并且容易出错。且目前变电站顺控操作主要是针对运行状态方面，针对保护装置的操作顺序控制方面研究较少。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供了一种智能变电站保护装置一键顺控方法及系统，以安全、可靠为核心，实现压板操作高质、高效流程化开展；根据预先规定的操作逻辑和规则，自动按规则完成一系列压板(把手)投退的操作，最终改变继电保护装置运行状态，从而实现操作票、二次安措票“一键式”顺控执行。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：
一种智能变电站保护装置一键顺控方法，包括以下步骤：
将智能变电站保护装置的软压板按照标准规则进行统一命名和定义，对软压板进行标准化设计；
定义保护装置所处的状态为：投入、退出、检修和不定态，同时为不同状态设置不同的状态指示灯，在压板分图中的保护设备名称旁边设置当前状态指示灯；
将保护装置的所有软压板以及与本保护装置相关的保护装置的软压板设定为一组软压板；将本保护装置分别处于投入、退出和检修状态时所对应的本组软压板的投退状态录入控制系统；
根据与本保护装置相对应的一组软压板当前所处的状态，自动判断本保护装置当前所处的状态；
当本保护装置需要执行退出转投入或者退出转检修顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于退出状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息；
同理，当本保护装置需要执行投入转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于投入状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息；
当本保护装置需要执行检修转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于检修状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息；
根据规程要求，将审核批准的典型操作的操作票、典型检修工作的二次安全措施票录入控制系统；
顺控操作结束后，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置目标投退状态时对应的该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则结束顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息。
进一步地，保护装置处于投入状态时，点亮投入状态指示灯与退出操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作；
保护装置处于退出状态时，仅点亮退出状态指示灯与投入/检修操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作；
保护装置处于检修状态时，仅点亮检修状态指示灯与恢复操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作；
保护装置处于不定态状态时，点亮不定态状态指示灯，同时所有操作按钮点亮但带红色感叹号，提示有软压板不在正确的投退状态。
进一步地，顺控操作过程中，每操作一步对应软压板的左侧显示方向指示符号，准确指向该软压板并标注处于顺控操作的第几步。
进一步地，顺控操作过程中全站如有跳闸或异常告警信息立即暂停顺控操作。
进一步地，顺控操作包括一键式顺控模式和半自动单步确认模式。
进一步地，设置退出、检修、恢复与投入快捷键，分别对应投入转退出、退出转检修、检修转退出与退出转投入顺控操作票。
本发明还公开了一种智能变电站保护装置一键顺控系统，包括：
用于将智能变电站保护装置的软压板按照标准规则进行统一命名和定义，对软压板进行标准化设计的装置；
定义保护装置所处的状态为：投入、退出、检修和不定态，同时为不同状态设置不同的状态指示灯，在压板分图中的保护设备名称旁边设置当前状态指示灯；
将保护装置的所有软压板以及与本保护装置相关的保护装置的软压板设定为一组软压板；
用于将本保护装置分别处于投入、退出和检修状态时所对应的本组软压板的投退状态录入控制系统的装置；
用于根据与本保护装置相对应的一组软压板当前所处的状态，自动判断本保护装置当前所处的状态的装置；
用于当本保护装置需要执行退出转投入或者退出转检修顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于退出状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置；
用于当本保护装置需要执行投入转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于投入状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置；
用于当本保护装置需要执行检修转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于检修状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置；
用于根据规程要求，将审核批准的典型操作的操作票、典型检修工作的二次安全措施票录入控制系统的装置；
用于顺控操作结束后，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态的装置；
用于将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于当前投退状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置。
进一步地，还包括：
在保护装置处于投入状态时，点亮投入状态指示灯与退出操作按钮的装置；
在保护装置处于退出状态时，点亮退出状态指示灯与投入/检修操作按钮的装置；
在保护装置处于检修状态时，点亮检修状态指示灯与恢复操作按钮的装置；
在保护装置处于不定态状态时，点亮不定态状态指示灯，同时点亮所有操作按钮但带红色感叹号的装置。
进一步地，用于在顺控操作过程中，每操作一步对应软压板的左侧显示方向指示符号，准确指向该软压板并标注处于顺控操作的第几步的装置。
进一步地，包括一键式顺控模式和半自动单步确认模式。
本发明的有益效果：
本发明提出“一键式”顺控，通过固化一系列软压板的操作，完成保护装置的自动投退和安措的自动执行；通过顺序控制能帮助操作人员执行复杂的操作任务，将传统的操作票转变成任务票，实现复杂操作一键完成，可大幅提高操作效率和减少误操作的风险，缩短人工操作时间，尤其在大规模高电压智能变电站中效果更为显著。
附图说明
图1为线路检修转运行典型操作票顺控操作示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种智能变电站保护装置一键顺控方法，包括以下步骤：
(1)将智能变电站保护装置的软压板按照标准规则进行统一命名和定义，对软压板进行标准化设计；
将软压板按照标准规则进行命名和定义，全站统一，避免因同类软压板命名方式不同造成操作人员理解误差导致的误操作。
各间隔画面按照统一标准进行排列布置，功能软压板使用黄色标志、出口软压板使用红色图标进行区分，对于易混淆软压板，在软压板处做特殊标记，并在软压板区域旁边专设区域进行解释说明。鉴于智能站软压板管理涉及调控、运行、检修、施工单位等多个单位，成果技术上在各间隔画面中，严格、清晰地划分运维、监控人员操作软压板区域和检修人员操作软压板区域，运行人员和检修人员有与其岗位职责对应的软压板操作权限，在工作中各司其职，不重不漏。
并且设置单软压板说明调阅功能，鼠标停驻软压板位置即可调阅软压板信息，包括后台机名称、装置内名称、功能描述、功能示意图、正常运行方式投退等状态。
定义保护装置分为“投入”、“退出”、“检修”、“不定态“4个状态，顺控操作类型为“投入转退出”、“退出转检修”、“检修转退出”、“退出转投入”，对应的操作术语分别为“退出、检修、恢复、投入”。
其中“投入转退出”、“退出转投入”为运维人员操作，“退出转检修”、“检修转退出”为检修人员操作。
在压板分图中保护设备名称旁边设置当前状态指示灯，投入状态为红灯，退出状态为绿灯，检修状态为蓝灯，不定态为黄灯，当前状态相应的灯应点亮显示。优选地，状态指示灯的颜色与智能变电站一次设备保持一致。
为方便操作，每套装置设置“投入、退出、检修、恢复”4个操作按钮快捷键，快捷键正确关联相应的顺控操作票。比如，投入快捷键关联退出转投入顺控操作票。
(2)将保护装置的所有软压板以及与本保护装置相关的保护装置的软压板设定为一组软压板；
如果本保护装置为线路保护装置，则与其相关的保护装置的软压板包括：母线保护装置本线路失灵开入软压板、合并单元检修压板、智能终端检修压板等；
如果本保护装置为变压器保护装置，则与其相关的保护装置的软压板包括：母线保护装置本主变失灵开入软压板、合并单元检修压板、智能终端检修压板等；
如果本保护装置为母线保护装置，则与其相关的保护装置的软压板包括：母线所有连接线路的远跳/闭锁重合闸开入压板、母线所欲连接主变的失灵连跳开入压板、所有连接支路的合并单元检修压板、所有连接支路的智能终端检修压板等。
以一座220kV双母线接线的智能站为例：
某220kV线路保护装置的状态判断需同时判断本装置的所有压板、母线保护装置本线路失灵开入软压板、合并单元检修压板、智能终端检修压板等一组压板的状态；如某220kV变压器保护装置的状态判断需同时判断本装置的所有压板、母线保护装置本主变失灵开入软压板、合并单元检修压板、智能终端检修压板等一组压板的状态；220kV母线保护装置的状态判断需同时判断本装置的所有压板、母线所有连接线路的远跳/闭锁重合闸开入压板、母线所欲连接主变的失灵连跳开入压板、所有连接支路的合并单元检修压板、所有连接支路的智能终端检修压板等一组压板的状态。
将本保护装置分别处于投入、退出和检修状态时所对应的本组软压板的投退状态录入二次设备智能运维检修高级应用系统；比如：判断某线路A套保护RCS-931保护装置的投退状态，需同时判断本装置的所有压板、A套母线保护失灵开入I软压板及SV电流开入软压板等一组压板的投退状态，系统根据相关压板的当前状态自动准确判断出该保护装置当前处于什么状态并点亮相应状态指示灯及顺控操作按钮，具体如下：
a.设备处于投入状态，仅点亮投入状态指示灯、退出操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作。
b.设备处于退出状态，仅点亮退出状态指示灯、投入/检修操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作。
c.设备处于检修状态，仅点亮检修状态指示灯、恢复操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作。
d.设备处于不定态状态，点亮不定态状态指示灯、所有操作按钮点亮但带红色感叹号(直观提示有压板不在正确位置)。
当本保护装置需要执行退出转投入或者退出转检修顺控操作时，点击“投入”或“检修”操作按钮，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于退出状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息。
比如，执行某套线路保护“退出转投入”顺控操作，自动比对发现该线路保护“跳闸出口goose发送软压板”、“母线保护启动失灵goose接收软压板”处于投入状态，则自动弹窗报警提示。只有所有压板投退状态无异常方可进行顺控操作。
同理，当本保护装置需要执行投入转退出顺控操作时，点击“退出”操作按钮，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于投入状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息。
当本保护装置需要执行检修转退出顺控操作时，点击“恢复”操作按钮，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于检修状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息。
(3)依据相关规程要求，将审核批准的典型操作的操作票、典型检修工作的二次安全措施票录入二次设备智能运维检修高级应用系统。
(4)顺控操作过程(包括自动预演和自动执行)中，每操作一步对应压板的左侧显示手指形状或是箭头，准确指向该压板并标注第几步。
如投入某线路保护操作。操作票共10步，当预演、执行第一步“投入差动保护软压板”时，在该压板左侧显示手指形状或是箭头，准确指向该压板并标注第一步(step1/10)。
顺控过程中全站如有跳闸或异常告警信息立即暂停，待查明原因后再选择继续执行还是停止顺控操作。
(5)顺控操作结束后，自动将保护装置状态判断所需的所有压板当前投退状态(包括该二次设备及其关联二次设备)与顺控操作的目标状态的压板投退状态自动检查比对，一旦发现异常，则弹出报警窗提示哪些压板处于不正常状态。自动实现操作票、二次安措票的准确快速检查、智能校验审核，确保操作安全、快速、便捷。
比如执行某套线路保护“退出转投入”顺控操作，操作后，自动与审核批准的“投入”状态的压板投退状态检查比对，比对发现该线路保护“跳闸出口goose发送软压板”、“母线保护启动失灵goose接收软压板”处于退出状态，则自动弹窗报警提示。
(6)顺控操作应具备全自动一键式顺控模式(一键执行到底，中间无需人工干预)和半自动单步确认模式(采用典型操作票的工作模式，操作一个压板确认一个压板)。
点击“执行”按钮后应自动弹出“是否采用单步确认模式”对话框用于选择全自动模式和半自动逐步确认模式。
全自动模式的顺控操作中任意一步操作失败应立即暂停，待查明原因后再选择采用全自动模式、半自动模式继续执行还是停止顺控操作。
(7)操作票顺控过程中自动调阅所操作压板所在的保护分图，压板所在的SCD二次虚回路可视化分图可由人工打开。
(8)二次安全措施票顺控过程中自动调阅压板所在的SCD二次虚回路可视化分图，所操作压板所在的保护分图可由人工打开。
图1为220kV岱周线由检修转运行的压板顺控操作截图，操作中按照本次运行方式转换需要，压板操作按照顺序步控进行，顺控执行到操作某一压板时，应同时调用其所在画面，准确显示其操作前后的投退状态，每项操作可以暂停或急停，每项操作完成后确认自动进入下一步，直至操作完成。
通过顺序控制能帮助操作人员执行复杂的操作任务，将传统的操作票转变成任务票，实现复杂操作单键完成，整个操作过程只需操作人员确认操作的简单核对性操作，可以大大提高操作效率和减少误操作的风险，缩短人工操作时间。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种智能变电站保护装置一键顺控方法，其特征在于，包括以下步骤：
将智能变电站保护装置的软压板按照标准规则进行统一命名和定义，对软压板进行标准化设计；
定义保护装置所处的状态为：投入、退出、检修和不定态，同时为不同状态设置不同的状态指示灯，在压板分图中的保护设备名称旁边设置当前状态指示灯；
将保护装置的所有软压板以及与本保护装置相关的保护装置的软压板设定为一组软压板；将本保护装置分别处于投入、退出和检修状态时所对应的本组软压板的投退状态录入控制系统；
根据与本保护装置相对应的一组软压板当前所处的状态，自动判断本保护装置当前所处的状态；
当本保护装置需要执行退出转投入或者退出转检修顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于退出状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息；
同理，当本保护装置需要执行投入转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于投入状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息；
当本保护装置需要执行检修转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于检修状态时，该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则进行相应的顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息；
根据规程要求，将审核批准的典型操作的操作票、典型检修工作的二次安全措施票录入控制系统；
顺控操作结束后，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置目标投退状态时该组软压板的投退状态进行比对，如果所有软压板的投退状态均一致，则结束顺控操作；否则，报警提示投退状态不一致的软压板信息。
2.如权利要求1所述的一种智能变电站保护装置一键顺控方法，其特征在于，
保护装置处于投入状态时，点亮投入状态指示灯与退出操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作；
保护装置处于退出状态时，仅点亮退出状态指示灯与投入/检修操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作；
保护装置处于检修状态时，仅点亮检修状态指示灯与恢复操作按钮，其他操作按钮变灰无法操作；
保护装置处于不定态状态时，点亮不定态状态指示灯，同时所有操作按钮点亮但带红色感叹号，提示有软压板不在正确的投退状态。
3.如权利要求1所述的一种智能变电站保护装置一键顺控方法，其特征在于，顺控操作过程中，每操作一步对应软压板的左侧显示方向指示符号，准确指向该软压板并标注处于顺控操作的第几步。
4.如权利要求1所述的一种智能变电站保护装置一键顺控方法，其特征在于，顺控操作过程中全站如有跳闸或异常告警信息立即暂停顺控操作。
5.如权利要求1所述的一种智能变电站保护装置一键顺控方法，其特征在于，顺控操作包括一键式顺控模式和半自动单步确认模式。
6.如权利要求1所述的一种智能变电站保护装置一键顺控方法，其特征在于，设置退出、检修、恢复与投入快捷键，分别对应投入转退出、退出转检修、检修转退出与退出转投入顺控操作票。
7.一种智能变电站保护装置一键顺控系统，其特征在于，包括：
用于将智能变电站保护装置的软压板按照标准规则进行统一命名和定义，对软压板进行标准化设计的装置；
定义保护装置所处的状态为：投入、退出、检修和不定态，同时为不同状态设置不同的状态指示灯，在压板分图中的保护设备名称旁边设置当前状态指示灯；
将保护装置的所有软压板以及与本保护装置相关的保护装置的软压板设定为一组软压板；
用于将本保护装置分别处于投入、退出和检修状态时所对应的本组软压板的投退状态录入控制系统的装置；
用于根据与本保护装置相对应的一组软压板当前所处的状态，自动判断本保护装置当前所处的状态的装置；
用于当本保护装置需要执行退出转投入或者退出转检修顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于退出状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置；
用于当本保护装置需要执行投入转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于投入状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置；
用于当本保护装置需要执行检修转退出顺控操作时，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态；将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于检修状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置；
用于根据规程要求，将审核批准的典型操作的操作票、典型检修工作的二次安全措施票录入控制系统的装置；
用于顺控操作结束后，自动获取与本保护装置相对应的一组软压板的实际投退状态的装置；
用于将所述实际投退状态与预设的本保护装置处于当前投退状态时，该组软压板的投退状态进行比对的装置。
8.如权利要求7所述的一种智能变电站保护装置一键顺控系统，其特征在于，还包括：
在保护装置处于投入状态时，点亮投入状态指示灯与退出操作按钮的装置；
在保护装置处于退出状态时，点亮退出状态指示灯与投入/检修操作按钮的装置；
在保护装置处于检修状态时，点亮检修状态指示灯与恢复操作按钮的装置；
在保护装置处于不定态状态时，点亮不定态状态指示灯，同时点亮所有操作按钮但带红色感叹号的装置。
9.如权利要求7所述的一种智能变电站保护装置一键顺控系统，其特征在于，用于在顺控操作过程中，每操作一步对应软压板的左侧显示方向指示符号，准确指向该软压板并标注处于顺控操作的第几步的装置。
10.如权利要求7所述的一种智能变电站保护装置一键顺控系统，其特征在于，包括一键式顺控模式和半自动单步确认模式。
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