變電站自動化系統(tǒng)控制與操作功能的分析

　　一套成熟的變電站自動化產(chǎn)品， 其可靠性決不會低于常規(guī)站的控制。如分層分布式變電站自動化系統(tǒng)， 其監(jiān)控系統(tǒng)冗余配置， 控制與防誤操作亦分層分級設(shè)置， 控制與操作的可靠性及靈活性都很高�，F(xiàn)就其主要特點(diǎn)及與常規(guī)方式的差異進(jìn)行分析與介紹。

　　1　控制與操作的高可靠性

　　變電站的設(shè)計(jì)首要考慮的便是控制與操作的高可靠性，采用自動化系統(tǒng)的變電站更要將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)縝密設(shè)計(jì)。通常用于高壓電力系統(tǒng)的變電站自動化產(chǎn)品都具有以下功能，以保證控制操作的高可靠性。

　　1.1　多級多地點(diǎn)控制功能

　　自動化系統(tǒng)的控制操作方式有遠(yuǎn)方遙控、站控、就地(后備操作)3種方式。
　　遠(yuǎn)方遙控：由調(diào)度人員在調(diào)度端發(fā)出下行控制命令。
　　站控操作：運(yùn)行人員在變電站層監(jiān)控主機(jī)發(fā)出操作命令，通過交互式對話過程，選擇操作對象、操作性質(zhì)，完成對某一操作過程的全部要求。
　　就地操作：作為后備控制方式，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)故障或網(wǎng)絡(luò)故障時，可在間隔層的測控單元的小開關(guān)手動控制或通過就地監(jiān)控單元裝置上的薄膜鍵盤進(jìn)行就地控制。

　　上述3種操作方式通過軟件或使能開關(guān)可相互切換，當(dāng)切換到后備手動控制時，站控及遙控命令不被執(zhí)行；當(dāng)切換到站控操作時，后備手動控制不產(chǎn)生任何作用，計(jì)算機(jī)對一臺設(shè)備同一時刻只能執(zhí)行一條控制命令，當(dāng)同時收到一條以上命令或預(yù)操作命令不一致時，應(yīng)拒絕執(zhí)行，并給出錯信息。每個被控對象只允許以一種方式進(jìn)行控制。

　　1.2　操作過程中軟件的多次返校

　　1.2.1　操作員權(quán)限設(shè)密，以杜絕誤操作及非法操作。目前成熟的監(jiān)控系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)備都具有良好的容錯能力，即便運(yùn)行人員在操作過程中發(fā)生一般性錯誤，均不引起系統(tǒng)的任何功能喪失或影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對意外情況引起的故障，系統(tǒng)都具有恢復(fù)功能。

　　1.2.2　操作員工作站發(fā)出的操作指令，都必須經(jīng)過選擇—校核—執(zhí)行等操作步驟，返校通過后再送至該點(diǎn)執(zhí)行下一步驟。當(dāng)某一環(huán)節(jié)出錯，操作指令中斷，并告警提示。每次操作結(jié)束后，系統(tǒng)自動記錄操作過程并存盤。

　　1.3　監(jiān)控系統(tǒng)的雙機(jī)配置

　　220 kV及以上電壓等級變電站自動化系統(tǒng)多作雙機(jī)雙網(wǎng)配置，作為人機(jī)接口的監(jiān)控主站冗余配置，熱備用工作方式，可保證任意設(shè)備故障時對控制功能無影響。時下的做法，監(jiān)控主站用以太網(wǎng)相聯(lián)并以HUB作為該以太網(wǎng)的管理。該網(wǎng)上任一裝置異常，可將熱備機(jī)切換為主機(jī)工作。

　　監(jiān)控系統(tǒng)硬件的冗余配置，系統(tǒng)分層分布式結(jié)構(gòu)，為變電站的控制與操作的可靠性提供了保證。

　　2　操作閉鎖的實(shí)現(xiàn)方式

　　為保證變電站控制與操作系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性，變電站的防誤操作的設(shè)計(jì)也是重要環(huán)節(jié)之一。因?yàn)槭怯?jì)算機(jī)監(jiān)控，變電站不再采用繁瑣的電氣聯(lián)鎖，可方便地實(shí)現(xiàn)多級聯(lián)鎖。對于分層分布式自動化系統(tǒng)，其操作閉鎖方式也為分層分級式閉鎖而與該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。每個間隔的測控裝置，已引入該間隔的交流電流、電壓、斷路器位置及刀閘輔助接點(diǎn)作為遙測、遙信之用，這也為實(shí)現(xiàn)本間隔內(nèi)的斷路器及刀閘操作的防誤操作提供了必要條件。智能型裝置可很方便地利用上述信息進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)該間隔的操作閉鎖功能。

　　對于全站的涉及多個電氣間隔和多個電壓等級間的操作閉鎖，目前有3種不同的實(shí)現(xiàn)方式。其一，用軟件實(shí)現(xiàn)，即將全站的防誤操作閉鎖用軟件編程置于監(jiān)控主機(jī)之內(nèi)。監(jiān)控主機(jī)可從通信網(wǎng)上獲得全站所有開關(guān)、刀閘的狀態(tài)信息及每個間隔控制終端的操作信息，引入設(shè)備操作規(guī)則，進(jìn)行軟件編程即可實(shí)現(xiàn)全站的操作閉鎖功能。該方式應(yīng)該說是最簡單經(jīng)濟(jì)可靠的方案之一。其二，硬件閉鎖，即西門子公司的8TK模式。西門子公司的LSA-678變電站自動化系統(tǒng)的一個主要特點(diǎn)便是8TK操作閉鎖裝置的相對獨(dú)立性，8TK純粹作為控制及操作閉鎖之用，每個間隔的刀閘信息進(jìn)8TK1實(shí)現(xiàn)該間隔的操作閉鎖，各間隔的刀閘信息經(jīng)重動后都進(jìn)入8TK2裝置，母聯(lián)刀閘及母線地刀等直接引入8TK2裝置，8TK2裝置實(shí)現(xiàn)間隔之間的操作閉鎖功能。其三，軟硬相結(jié)合的閉鎖方式，間隔之間的閉鎖采用8TK及類似裝置實(shí)現(xiàn)閉鎖功能，監(jiān)控主機(jī)內(nèi)做一套全站的軟件操作閉鎖。該模式即為浙江金華雙龍500 kV變采用的操作閉鎖方式。

　　軟硬兩級閉鎖，其可靠性高，監(jiān)控系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)故障不影響全站的安全可靠操作，但該模式接線復(fù)雜，且價格昂貴，金華500 kV變的該套8TK閉鎖裝置約花費(fèi)人民幣300萬元。