確保繼電保護遠方操作安全可靠執行的方法與流程

2023-06-12 17:42:16

本發明涉及一種電氣設備控制技術，特別涉及一種確保繼電保護遠方操作安全可靠執行的方法。

背景技術：

目前，一次設備的遙控技術已經普遍應用並取得了顯著效益，但常因繼電保護裝置無法實現遠方控制而必須到變電站內進行一、二次設備的協同操作，該「短板效應」明顯地制約了電網操作效率。長期以來，由於遠方修改定值、切換定值區、投退軟壓板、復歸信號等繼電保護遠方控制比一次設備遙控更為複雜，而未能在電網生產中得以有效應用。據有關資料顯示，在全國範圍內的電力生產運行中，絕大多數繼電保護仍採用就地操作的管理模式。

繼電保護裝置是實現電網故障快速隔離、保障電網安全運行的重要設備。隨著電網規模的快速發展，電網結構頻繁變化，繼電保護運行方式需同步調整，繼電保護操作工作量迅猛增長。

繼電保護裝置型號、版本繁多，不同生產商、不同時期、不同型號的繼電保護裝置的操作面板風格各異。在就地操作模式下，操作人員需熟練掌握各繼電保護裝置的操作方法，對操作人員提出了很高的要求。對於修改定值工作而言，受限於繼電保護裝置液晶面板的顯示效果，操作效率非常低，且操作過程中需退出保護出口，這對於僅配置單套保護的110k V及以下電壓等級的電網設備而言，電網運行風險明顯提高，操作人員的工作壓力巨大。繼電保護操作壓力日益凸顯，現有的繼電保護就地操作模式因操作界面不友好、操作效率低、無法在線進行等缺點，已經難於滿足現代化電網的運行管理需求。 因此，採用統一操作管理界面、信息可靠傳輸、支持在線操作的繼電保護遠方控制技術是理想的解決途徑。近年來，有部分電力公司或設備廠家對繼電保護遠方控制技術進行了不同程度地研究，但鮮有廣泛、全面地應用實踐，究其原因主要包括以下幾點：(1)缺乏一致、可靠的規約模型。目前，大多數研究工作將關注點放在功能需求上，著重於對繼電保護遠方控制的外在功能行為進行約束，鮮有對繼電保護遠方控制的處理機制進行深入研究與規範。由於繼電保護裝置的複雜性以及實際工況的多樣性，僅通過其外部行為很難評估設備的內部處理機制是否可靠、合理。正是由於缺乏一致、可靠的規約模型對繼電保護裝置等相關設備的內部處理機制進行嚴格的約束，導致了設備之間（尤其是不同廠家的設備之間）的互操作性較差，對關鍵控制信息的處理機制不完善，影響了遠方修改定值等需要複雜信息交互的繼電保護遠方控制可靠性。(2)技術方案對運行中設備的兼容性較差。在已開展的研究與應用工作中，部分採用了自定義規約（或對標準的規約進行較大的自定義擴展）、建立獨立系統的方式實現繼電保護遠方控制功能。該方式對設備特點具有很強的針對性，能夠方便地實現各項繼電保護遠方控制功能。但是，此類趨近於「量身訂做」的技術解決方案，對運行中設備的兼容性較差，未能充分利用現有調度自動化系統、保信系統的軟硬體及通信資源，在技術推廣應用的實施過程中設備建設或改造工作量較大，經濟效益較差。同時，多個割裂的獨立系統之間缺乏有效地信息交互與協同控制，不利於功能集成、實現智能控制，對系統集成的兼容性差。

隨著計算機技術在電力系統的應用和發展，越來越多的新建變電站採用綜合自動化。隨著微電子技術的迅速發展，變電站自動化已從常規式的集中式向分散式單元化發展。電子技術的不斷進步，導致變電站自動化系統的結構也發生了較大的變化，在現場控制系統中採用分層分布式結構，己顯示出強大的優勢。目前國內外新開發的自動化系統，其基本結構幾乎無一例外地採用分層分布式結構組成的綜合自動化系統。在物理結構上均是由站控層和間隔層組成，絕大多數系統在站控層和間隔層的通信採用光纖或乙太網雙絞線連接。子站與主站間採用了遠動機和繼保信息子站分開通訊的模式，遠動機上送遙信、遙測、遙控量，而繼保信息子站則上送保護報文等信息。遠動機採用101規約和104規約進行通訊，繼保信息子站採用103規約進行通訊。目前，無論是站內設備間的通訊，還是子站與主站之間的通訊，完全可以滿足保護裝置在線操作的要求。為適應電力企業發展需要，滿足無人值守變電站運行要求，運用遠方在線整定技術進行微機保護的整定，對於減少保護退出次數，降低保護人員的工作強度，提高工作效率，保障電網安全，具有重要意義。

現針對二次設備的遠方遙控因設備及技術等方面的原因存在特殊性。遠方遙控一次設備操作的結果可以引起監控系統2 個以上指示的變化，包括開關變位、遙信值、遙測值的變化等；二次設備的壓板狀態在經過遙控後，不能引起二次設備本身以外的狀態改變，導致故障隱患。

技術實現要素：

本發明是針對繼電保護裝置遠程控制存在的隱患問題，提出了一種確保繼電保護遠方操作安全可靠執行的方法，為了進一步提高繼電保護遠方操作可靠性，本發明提出了一種基於三確認的可靠技術方案。三確認指：至少應有三個指示發生對應變化，且所有這些確定的指示均已同時發生對應變化。

本發明的技術方案為：一種確保繼電保護遠方操作安全可靠執行的方法，廠站端接入保護設備並於調度端建立物理連接測試後，並進行上下雙機監護正常執行後，如執行遠方修改操作，由操作員將修改命令下發給遠方廠站端，必須進行三步確認步驟，如三步確認步驟中任意一步不能完成，則向系統匯報未確認的結果，結束本次操作任務；

三步確認步驟具體如下：在D5000平臺上選擇操作項,即定值區切換或軟壓板投退項，進行第一步確認，定值區切換的第一確認是指切區完成後，保護裝置的當前定值區區號與目標定值區號是否一致的確認，重合閘軟壓板投退和除重合閘外的其它軟壓板投退的第一確認是指軟壓板狀態由「投入-退出」或「退出-投入」狀態的確認；

若第一步確認完成，進行第二步確認，同時將第一步確認直接向系統匯報結果，在第一步確認得到確認後才能執行第二步確認，定值區切換的第二確認是指切區完成後，保護裝置當前區的定值與調度端資料庫中相應區的基準定值是否一致的確認。重合閘軟壓板投退的第二確認是指重合閘充放電狀態由「充電-放電」或「放電-充電」 狀態的確認，除重合閘外的其它軟壓板投退的第二確認是指狀態信號由「投入-退出」或「退出-投入」 狀態的確認；

若第二步確認完成，進行第三步確認，同時將第二步確認向系統匯報結果，其中，在第二步確認得到確認後才能執行第三步確認，定值區切換的第三確認是指遙調測點命令下發後，子站收到其結果回復的確認，軟壓板投退的第三確認是指遙控命令下發後，子站收到其結果回復的確認；

在第三確認之後向系統匯報執行結果，運行人員填寫當次遠方操作執行結果單、籤字並向上級匯報，操作結束。

本發明的有益效果在於：本發明確保繼電保護遠方操作安全可靠執行的方法，保護遠方操作功能安全、可靠執行，進而達到提升繼電保護遠方操作實用化推廣的目標。繼電保護遠方操作功能實施後，可有效提升電網應急處置能力，提高電網倒閘操作效率、降低供電企業人力物力成本、縮短電氣設備因事故停運時間等多方面存在優勢，減少交通物資損耗、降低運維人員的行車風險及現場操作的人身風險，為可靠供電和優質服務提供保障。

附圖說明

圖1為本發明三步確認流程圖。

圖2為本發明遠方定值區切換的流程圖；

圖3為本發明遠方軟壓板投退的流程圖。

具體實施方式

確保繼電保護遠方操作安全可靠執行的方法，廠站端接入保護設備並於調度端建立物理連接測試後，並進行上下雙機監護正常執行後，如執行遠方修改操作，由操作員將修改命令下發給遠方廠站端，必須進行三步確認步驟，如三步確認步驟中任意一步不能完成，則向系統匯報未確認的結果，結束本次操作任務。如圖1所示流程圖，三步確認步驟具體如下：S1、在D5000平臺上選擇操作項,即定值區切換或軟壓板投退項，進行第一步確認，定值區切換的第一確認是指切區完成後，保護裝置的當前定值區區號與目標定值區號是否一致的確認。重合閘軟壓板投退和除重合閘外的其它軟壓板投退的第一確認是指軟壓板狀態由「投入-退出」或「退出-投入」狀態的確認。

S2、如若第一步確認完成，進行第二步確認，同時將第一步確認直接向系統匯報結果，在第一步確認得到確認後才能執行第二步確認。定值區切換的第二確認是指切區完成後，保護裝置當前區的定值與調度端資料庫中相應區的基準定值是否一致的確認。重合閘軟壓板投退的第二確認是指重合閘充放電狀態由「充電-放電」或「放電-充電」 狀態的確認。除重合閘外的其它軟壓板投退的第二確認是指狀態信號由「投入-退出」或「退出-投入」 狀態的確認。

S3、若第二步確認完成，進行第三步確認，同時將第二步確認向系統匯報結果，其中，在第二步確認得到確認後才能執行第三步確認。定值區切換的第三確認是指遙調測點命令下發後，子站收到其結果回復的確認。軟壓板投退的第三確認是指遙控命令下發後，子站收到其結果回復的確認。

S4、在第三確認之後向系統匯報執行結果，運行人員填寫當次遠方操作執行結果單、籤字並向上級匯報，操作結束。

如圖2和圖3分別為定值區切換和軟壓板投退的流程圖，具體步驟如下：

步驟1二次模型同步：廠站端接入保護設備並於調度端建立物理連接後，調度端首先需對廠站端的繼電保護及安全自動裝置模型進行召喚同步，以確保兩端二次模型的一致性。調度端一次模型直接使用EMS系統（能量管理系統）已有的模型，無需重複建立與維護。

步驟2現場傳動試驗：廠站端接入全部保護設備並完成與調度端二次模型的同步後，通過調度端對每臺設備進行定值區切換功能驗證，最終形成完整的現場測試報告，確保系統投運前，每臺設備的每項操作功能都進行過現場傳動試驗，且正確執行。

步驟3系統運行：現場試驗完畢後，系統投入運行，並進入系統正常運行階段。正常運行期間主要實現對廠站通道、繼電保護設備通斷狀態、定值一致性核對等相關的監視與告警業務。

步驟4運行方式變更：當由於電網負荷變化或其它原因需要對繼電保護設備的運行參數進行調整時，調度運行部門會下發相關的運行方式變更通知，運行值班人員根據通知決定是否發起遠方操作任務。

步驟5用戶登錄：通過輸入正確的用戶名和口令密碼後，方可登錄d5000平臺並打開本應用的主界面；

步驟6設備及功能選擇：根據調度運行部門下發的通知，確定要進行遠方操作的廠站名、間隔名稱、主設備名稱、繼電保護設備名稱及操作功能項(定值區切換或軟壓板投退)，並通過界面導航定位到最終的間隔圖操作頁面。

步驟7召喚當前運行值：通過「召喚」按鈕召喚保護設備對應功能的當前運行值，以確保看到保護設備運行參數的最新值。

步驟8核對當前值與修改值：修改操作前，需確認設備當前運行值與要修改的目標值是否一致，如果已經一致，則應馬上結束本次操作，並向上級匯報，以便查證原因。如果不一致，則根據調度部門通知，在界面上將要調整的相關運行參數修改為目標值。

步驟9雙人雙機監護：在控制命令向遠方廠站端下發前，進行的權限認證和監督確認工作。

步驟10執行遠方修改操作：雙機監護完成後，由操作員將修改命令下發給遠方廠站端。定值區切換命令按照IEC104的遙調方式實現，軟壓板投退命令按照IEC104的遙控方式實現。

步驟11三確認：

A）定值區切換

確認一：切區完成後,保護裝置當前定值區號與目標定值區號是否一致；

確認二：切區完成後,保護裝置當前區的定值與調度端資料庫中相應區的基準定值是否一致；

確認三：遙調測點命令下發後，子站收到其結果回復。

B）軟壓板投退

確認一：軟壓板狀態由「投入->退出「或「退出->投入」；

確認二：功能壓板對應遙信確認信息的邏輯一致性，如充放電狀態由「充電->放電」或「放電->充電」；

確認三：遙控命令下發後，子站收到其結果回復。