（电工理论与新技术专业论文）电力系统用电侧倒闸操作决策的研究.pdf

南京师范大学颈士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ea d v a n t a g eo fm o n i t o ra n dc o n t r o lg e n e r a t e ds y s t e m ( m c g s ) w h i c hh a sa s i m p l e ，f l e x i b l ea n dv i s u a l i a b l ei n t e r f a c e 。t h es y s t e mm a k e st h ee l e c t r i c a lc o m p o n e n ti n t o c l a s s e si np r i m a r ys y s t e m ，a n dt h e nf o u n daf i g u r ed a t a b a s e t h ec o r r e s p o n g i n gp a r a m e t e r s a r ea l s o # a c e di nt h er e a l t i m ed a t a b a s e u s e r sc a ng e tt h ep r i m a r ys y s t e mb yc l i c k i n gt h e c o r r e s p o n d i n go b j e c t , a n dt h ep r i m a r ys y s t e mi sa l s oc o n f i g u r a t e d b ya n a l y z i n go p e r a t e d s t a t eo fl o a di np o w e rs y s t e ma n do p t i m i z e dc o m b i n i n go fs w i t c hs e q u e n c ed e c i s i o n - m a k i n g ， ar u l e - b a s e dk n o w l e d g ee x p r e s si sb r o u g h tf o r w a r di no p e r a t i o ns t r a t e g yw i n d o w 。a n da k n o w l e d g eb a s ei sf o r m e db a s e do i le x p e r ts y s t c a n s ( e s l i n f e r e n c ee n g i n ei se s t a b l i s h e dt o c o n t r o lt h es y s t e mb yu s i n gp r o g r a m m a b l el o g i cc o n t r o l l e r ( p l c ) i ns l a v ec o n t r o l l e r 皿e s y s t e mc a nc o m m u n i c a t ei nm a s t e ra n ds l a v ec o n t o l l e rb yt h ei n t e r f a c eo fr s - 2 3 2 t h em a i nd i s t i n g u i s h i n gf e a t u r e so f t h es y s t e ma r et h ef o l l o w i n g ： 一 ( 1 ) f o u n daf r i e n d l yu s e ri n t e r f a c e ( 2 ) m c g si sac h i n e s es o f t w a r ea n di t ss c r i p t i n gl a n g u a g ei ss i m i l a rt ob a s i c s oo p e r a t o r w h od o c s n tm a s t a ra d v a n c e dl a n g u a g ea l s oc 龇m a i n t e n a n c et h es y s t e m ( 3 ) e s t a b l i s h e dac o m p r e h e n s i v ek n o w l e d g eb a s e a c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n tt a s i 【so f s w i t c h i n go p e r a t i o n , d i f f e r e n ts t r a t e g i e sc a nb ec o n s t r u c t e d ( 4 ) a n i m a t i o n p 肼i e w 1 1 培o p e r a t i n g i t e m sc a nb e p r e v i e w e db y t h e 。c o n t i n u o u s “”c l o s e d ”a n da l a r mo f m i s o p e r a t i o no f c o r r e s p o n d i n gc o m p o n e n t si ns u b s t a t i o n d r a w i n g ，w h i c hc a np l a yt h er o l eo f i n s p e c t i n go p e r a t i n gi t e m s ，s i m u l a t i n ga n dt r a i n i n g ( 5 ) u s e r sa r eg r a d e d u s e r sa r eg r a d e da c c o r d i n gt ot h e i rp u r v i e ww h i c hc a ne l l s l n e s a f e t yo f t h es y s t e m 。 ( 6 ) d a t a b a s e ，k n o w l e d g eb o s ea n di n f e r e n c ee n g i n eo f s u b s t a t i o na r es e p a r a t e d k e yw o r d ：m c g s ，e x p e r ts y s t e m s ，p l c 学位论文独创性声明 本人郑重声明： l 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发 表或撰写过的研究成果。 思o 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢 作者签名：l 园! l 基 1 7 1 期：z 2 ：墨i ! 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权 保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质 版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书 馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位 论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 作者签名：l 丑：j ：掣 日 期：埘2 第l 章绪论 第1 章绪论 第1 1 节研究目的及其意义 电力系统运行设备的倒闸操作是一项既复杂、繁琐又重要的工作，往往包括一，二 次设备的操作，操作项目有时多达几十项，而且工作经验性强，因此对操作人员要求很 高，操作人员一旦受环境、情绪和健康因素的影响，难免出错，当遇上紧急情况或需要 频繁操作时，发生错误的几率更高。误操作轻则导致设备损坏，小范围停电，重则造成 人员伤亡，甚至系统瓦解为了防止误操作，电力部门制定了严格的操作制度和操作规 程，各地也设计、制造了多种机械式、电磁式防误闭锁装置，尽管如此，误操作仍时有 发生。电气操作票制度是我国电力系统运行管理中一套行之有效的安全措旌。它保证了 操作的安全。对电力系统的安全运行起到了极其重要的作用。 人工智能技术的重要分支专家系统的发展为解决防误操作提供了有利条件。电 力系统是一个复杂、巨大的灰色系统，存在许多不能用一般算法和数学模型求解的问题。 例如倒闸操作，它是操作人员智力和体力的劳动，只能用一种类似于自然语言的方式来 表达。专家系统将“解”明确地存放在知识库里，一旦待求解问题的知识库建立起来，推 理机可以模拟专家思维解决该领域的问题。事实证明利用专家系统知识由计算机自动开 写操作票是一种高效、准确的方法。目前，在防误操作领域，专家系统主要用来开写操 作票，正确的操作票是防误操作的基础。专家系统将操作人员从繁琐的操作票中解放出 来，把主要精力放在电气设备的运行监视上 随着微电子技术、计算机技术的发展，变电站综合自动化也得到了迅猛发展。变电 站自动化和无人值班是当今电网调度自动化领域的重要课题，随着我国电网自动化水平 的不断提高、综合自动化及无人值班变电站的大量投运，运行人员需要了解、掌握、处 理的信息量急剧增多而传统的、以人的感官功能为主的监控手段和信息处理的手工作 业方式以及与此相适应的传统管理模式已远远不能满足这些变电站越来越高的运行需 求。作为变电站综合自动化系统的重要组成部分之一，变电站倒闸操作专家系统的使用 是综合自动化的一种趋势 第1 2 节国内外研究现状及趋势 国外关于电气操作票管理系统的研究较少，就已报道的研究成果看，他们所考虑的 问题比较简单，操作任务种类少，操作过程只考虑一次设备的顺序，不涉及保护压板与 自动装置的投切与调整，实现起来比较容易。有些系统的操作任务仅限于四种：停电操作、 送电操作、并列运行和单独运行电气设备仅限于三种：母线、线路、变压器生成的操 作票中不涉及保护压板与自动装置。 国内自8 0 年代中期以来，一些高校及科研院所先后开展了这方面的研究工作，并开 发了针对某一具体发电厂或变电站的微机生成操作票系统。这些系统投人到实际的电力 生产管理中以后，它们的有效性逐步为许多运行人员认可。其中，有的采用专家系统的 设计思想来实现：有的是基于传统程序设计方法来实现，各有优点。就国内研制的微机生 成操作票系统来说，所采用的设计实现方式可分为： ( 1 ) 程序存储方式 第l 章绪论 采用这种方式的典型系统是华北电力大学与铁岭变电站合作开发的变电站倒闸操 作票专家系统1 6 i ，华北电力大学开发的发电厂电气部分操作票专家系统【”。这种方式是 采用专家系统的设计思想设计实现的主要用b a s i c 语言编写，可称为第一代操作票专家 系统。它将操作任务按电压等级和设备类型进行分类，整个系统由很多个子程序构成， 每个子程序完成一个操作任务，系统程序条理较清晰，设计较容易，但智能性不高。虽 然电网的拓扑数据库独立于程序，但实现操作任务的规则与源程序紧密相连，而且随着 操作任务的增加，予程序的数目将增大，设计人员必须罗列出各种可能操作任务的最大 模式。因此，后期的操作票专家系统都没有采用这种方式。 ( 2 ) 基于谓词逻辑的推理方式 采用这种方式的典型系统有：福州大学开发的变电所电气操作票专家系统，华北电 力大学开发的变电站电气倒闸操作票专家系统。这是采用智能型t u r b o p r o l o g 语言实现 的操作票专家系统，该语言支持一阶谓词逻辑数据和程序的结构统一、语法简单，接 近自然语言的描述方式，具有自动模式匹配和回溯的控制机制。只需定义与求解问题有 关的对象的事实及对象之间因果关系的规则，不必指定求解问题的详细步骤，智能性较 高。推理过程中推理机根据操作任务将有关对象的事实与知识库中的规则进行匹配。这 种方式的系统中，电网拓扑结构知识由专门的模块管理，推理机制以及操作任务是由开 发人员设定的，在操作任务不变的情况下，能满足用户要求。但由于语言本身的限制， 图形功能差，对于稍大的图形，一般只能分屏显示。在文献【8 】中，完全是基于菜单操作， 没有图形功能。另外，用该语言编写的专家系统嵌入其他系统十分困难，移植性差。 ( 3 ) 结构数据库方式 这类系统摒弃了专家系统的模式，按传统程序设计原理，采用数据库的方法来实现。 操作任务的算法实现比较方便、灵活数据库的组织采用二维数学矩阵的形式，由于主 接线图中电气设备较多，而一般一个电气设备仅与某几个电气设备直接相连，所以无论 选用什么方法来确定矩阵的行列数日，在矩阵中都存在一定的稀疏度，这就要求设计者 考虑合适的存储格式。文献【5 】中采用节点代表设备，以支路代表设备之间的电气接线的 基于网络图论的方法，以图论中邻接矩阵的形式表示电网的拓扑结构，如图1 1 所示。 r 2r 2 围髓 ( a ) 电网圈 r l 1 1 r 2 11 10 0l ll 11 10 厶 1 1 c 11 ol 01 11 10 11 工，1 1 r 6 ( c ) 邻接矩阵 圈i - 1 电网图及其邻接矩阵 2 ( b ) 电网拓扑结构图 第1 章绪论 根据图论定义，若要在电网中切除某电气设备a ，对应于网络的拓扑图则产生孤立 节点a 应用图论的搜索方法，在图中搜索出所有与顶点a 直接相连的节点( 对应于电网 图中所有与设备a 直接相连的设备) ，拆除它们与顶点a 之间的连线，即可完成切除设备 a 的操作任务。这种算法原理新颖。算法简单 ( 4 ) 操作票专家系统外壳工具方式 采用这种方法的典型系统有华北电力大学研制的变电站通用操作票专家系统【l o l ，华 北电力学院研制的通用变电所倒闸操作专家系绀】。由于各个发电厂或变电站虽在容 量、电压等级、主接线及运行方式等方面差异很大，但它们所包含的电气设备种类、操 作方式基本相似。因此，可以选择一个典型的发电厂或变电站，只要能设计出比较合理 的推理机，就可构成一个标准化的操作票专家系统，然后“挖去”具体发电厂或变电站的 知识内容，就成为一个编制操作票专家系统的骨架工具。这种方式为开发实用的专家系 统建立了一个良好的环境和提供了必需的工具，能有效缩短研制操作票专家系统的周 期，有利于操作票专家系统的应用与推广但这种方式对于同一地区的发电厂或变电站 来说，移植相对容易；而对于不同地区的发电厂或变电站来说，由于保护配罱、系统运行 方式及操作习惯不同，需修改的内容较多。 ( 5 ) 通用单元的方式 这类系统以典型间隔作为操作票的通用单元，其他的结构和操作任务是典型间隔的 裁减，并采用基于开关逻辑的推理机，将操作规则用开关逻辑表示，这种方式的问题求 解转化为基于逻辑控制的从初始状态到目标状态空间的转移过程，其中初始状态就是系 统的当前状态，目标状态是根据操作任务来确定的。这就使推理机从知识表示中独立出 来，为实现通用的操作票专家系统奠定了基础，这种推理机充分体现了倒闸操作的二值 特性，使规则的表示原子化，具有一定的创新性但它要求分析现场典型的间隔方式， 尤其是二次的最大模式。 自动生成操作票系统自问世以来，经过不断改进，已经同趋完善，各个系统所填写 的操作票正确性都较高，这些系统也各有特点，有的将编写操作票与操作培训及防误闭 锁有机地结合起来，形成一个功能较强的知识处理系统：有的用于对运行人员的培训，通 过判断操作过程的币确与否给出警告或提示来提高运行人员( 特别是新上岗人员) 的水 平，但大多数只是专门用于自动生成操作票 第1 3 节本文的主要工作 通过对变电站操作票自动生成专家系统的人工智能技术的深入研究，并以一典型的 3 5 k v 一次系统为具体对象加以实现，开发了变电站倒闸操作专家系统。本文的主要工 作如下： ( 1 ) 研制了清晰明了、简单易用的人机界面，使系统具有较强的可维护性和拓展性 ( 2 ) 引入“功能任务”概念。知识库以功能任务集来管理各条领域规则，每个操作 性质由一个或者几个功能任务组合而成。功能任务解决了产生式规则不能很好反映规则 之问的因果关系的缺点。将各规则先后的调用在推理前基本确定好，大大减少了搜索的 空阃，并使搜索路径清晰可见 由于功能任务采用全中文描述，使本系统的知识库易于修改，用户能很方便地读懂 它并进行修改，提高了知识库的可维护性，使用户参与到专家系统的维护中成为了可能。 ( 3 ) 实现数据库、知识库和推理机三个主要部分之间相互独立，数据库采用分层的 结构，知识库易于修改和维护。推理机采用正向推理策略的搜索方法，并采用“操作性 第1 章绪论 质一功能任务一领域规则”的分层推理方法这三者间的相互独立使系统具有较好的通 用性。 ( 4 ) 实现了自动演示、模拟仿真功能，同时在推理过程中引入“五防”检查，可以有 效地提高操作票的正确性。 ( 5 ) 用户可以方便地使用该系统来满足实际需要。并可以根据现场要求编辑图形数 据库和知识库。 4 第2 章变电站操作运行策略 2 1 1 概述 第2 章变电站操作运行策略 第2 1 节倒闸操作 电力系统中运行的电器设备，常常遇到检修、调试及消除缺陷的工作，这就需要改 变电气设备的运行状态或改变电力系统的运行方式 当电气设备由一种状态转换到另一种状态或改变电力系统的运行方式时，需要进行 一系列的操作，这种操作叫做电气设备的倒闸操作 一电力系统倒闸操作的主要工作内容 l 电力线路的停、送电操作。 2 电力变压器的停、送电操作。 3 发电机的起动、并列和解列操作。 4 电网的合环与解环。 5 母线接线方式的改变( 倒母线操作) 6 中性点接地方式的改变。 7 继电保护和自动装置使用状态的改变。 8 接地线的安装与拆除等。 上述绝大数操作任务是靠拉、合某些断路器和隔离开关来完成的，断路器和隔离开 关被称为开关电器。此外，为了保证操作任务的完成和检修人员的安全，需取下、放上 某些断路器的操作熔断器和合闸熔断器，这两种被称为保护电器的设备，在操作过程中 也象开关电器一样被频繁操作 电气设备的倒闸操作是一项十分严谨的工作，它涉及到电力系统一次设备的运行方 式改变。能否正确运行倒闸操作将直接影响着电网的安全( 每一步操作都关系到电网、 设备和人身的安全) 因此要求运行值班人员必须以高度的负责精神，严格执行倒闸操 作要求，以严肃认真的态度对待每一步操作，万无一失。确保安全。 二倒闸操作的必备条件 l 要有考试合格并经主管部门领导批准的操作人和监护人。 ( 1 ) 值班人员必须经过安全教育、技术培训、熟悉业务和有关规程制度，考试合格， 经有关主管领导批准后方能担任本所( 站) 的一般操作和复杂操作，接受调度命令和监 护工作。 ( 2 ) 值班人员如调到别的所( 站) 值班时，也必须按上述第1 ) 条执行。 ( 3 ) 新进值班人员必须经过安全教育、技术培训，由所( 站) 长组织考试合格后。 担任实习。一般操作可在监护人和操作人双重监护下进行。 ( 4 ) 值班人员在离开值班岗位1 个月后，6 个月内重新上岗前必须复习规程、制度， 经所( 站) 长考试合格后，方可担任原来的操作工作离岗超过6 个月者重新上岗前必 须按上述第1 ) 条要求执行。 2 现场一、二次设备要有明显标志，包括命名、编号、铭牌、转动方向、切换位置 指示以及区别电气相别的颜色。 3 要有与现场设备和运行方式相符合的一次系统模拟图和二次回路原理展开图。 4 除事故处理外的正常操作要有确切的调度命令、工作任务和合格的操作票。 第2 章变电站操作运行簟略 5 要有统一、确切的操作术语 6 要有合格的安全工具、安全用具和设施。 2 1 2 倒闸操作的基本知识 要熟练地掌握倒闸操作技术，就必须学会开关电器的操作。 一隔离开关的操作 在手动合上隔离开关时，应迅速果断但在合闸行程终了时，不能用力过猛，以防 损坏支持绝缘子或合闸过头。在合闸过程中。如果产生电弧，则要毫不犹豫地将隔离开 关继续合上，禁止再将隔离开关拉开 在手动拉开隔离开关时，特别是刀片刚离开固定触头时，应缓慢而谨慎。此时，若 产生电弧，则应立即反向合上隔离开关，并停止操作。 当使用隔离开关进行以下操作，如切断小容量变压器的空载电流、切断一定长度的 架空线路、电缆线路的充电电流、用隔离开关解环操作等时，均产生一定长度的电弧， 此时应迅速将隔离开关拉开，以便尽快灭弧 二高压断路器的操作 高压断路器具有灭弧能力，能切断负荷电流和故障电流，是进行倒闸操作的主要设 备。断路器的正确操作可以保证系统的安全运行和操作的顺利进行。在使用断路器进行 操作时，一般应注意以下几个问题。 l 用断路器拉、合时，运行值班人员应从各方面检查判断断路器触头的实际位置与 外部指示是否相符合。一般说来，其自身的机械指示位置比电气控制回路的“红、绿灯” 指示更为可靠。当然，值班人员还应该根据断路器所在回路的指示仪表( 如电流、功率 及电压表等) 的指示及系统内的其他象征来帮助判断断路器触头的实际位置。 2 电力系统运行方式改变时，应认真核对相关断路器安装处的开关容量是否满足要 求，还要检查安装处的断路器重合闸容量是否符合要求。 3 在熔断器合闸前，还要检查该断路器是否达到允许故障开断次数。一般情况，禁 止将超过开断次数的断路器继续投入运行 4 检修后的断路器，在投运前应检查各项指标是否符合规定要求，禁止将修、试后 不合格的断路器投入运行。 2 1 3 电气设备运行状态及其之间倒换典型操作 一电气设备的运行状态 电气设备的运行有以下4 种状态 1 设备的运行状态 设备的“运行状态”，是指设备的隔离开关及断路器都在合上位置，将电源至受电端 的电路接通( 包括辅助设备，如电压互感器、避雷器等) 如图2 1 所示。 刁o i ! 塑壅季茎堑冀望! 全! 堕幸茎茎生线 圈2 - 1 设备运行状态 2 设备热备用状态 设备的“热备用状态”。是指设备断路器断开而隔离开关仍在合上位置，如图2 _ 2 所 6 第2 章变电站操作运行策略 擘塑耸掣掣霉登二警 图2 - 2 设备热鲁用状态 3 设备冷备用状态 设备的“冷备用状态”，是指设备的断路器及隔离开关( 如接线方式中有的话) 在断 开位置，如图2 - 3 所示。 图2 - 3 设备冷备用状态 ( 1 ) “开关冷备用”时，接在断路器上的电压互感器高、低熔断器一律取下，高压隔 离开关拉开( 线路上的电压互感器、高压隔离开关和低压熔断器一律不取下) 。 ( 2 ) “线路冷备用”时，接在线路上的电压互感器高、低压熔断器一律取下，高压隔 离开关拉开。 ( 3 ) “母线冷备用”时，接在该母线上电压互感器高、低压熔断器取下，高压隔离开 关拉开。 ( 4 ) 电压互感器与避雷器，当其与隔离开关隔离后，无高压隔离开关的电压互感器 当低压熔断器取下后，即处于“冷备用”状态。 4 设备检修状态 设备的“检修状态”，当电气间隔的所有断路器，隔离开关均断开，验电并装设接地 线，悬挂指示牌，并装好临时遮拦时，该设备即作为“检修状态”。 设备检修应根据工作性质分为“断路器检修”、“线路检修”和“母线检修”等。 ( 1 ) “断路器检修”是指该断路器与两侧隔离开关拉开后，其断路器与两侧隔离开关 间有电压互感器者，则该电压互感器的隔离开关应拉开，并将其高、低压熔断器和断路 器操作回路熔断器一并取下，在断路器两侧挂上接地线( 或合上接地隔离开关) 并做好 安全措施。母差电流互感器回路应拆开并短路接地c - 次回路应作相应调整) ，如图2 4 所示。 ，雀蔓篓兰 i 母线隔离开荚断路器( 分) i 隔离开关出线 圈2 - 4 断路器检修状态 ( 2 ) “线路检修”是指线路的断路器、母线及线路侧隔离开关均拉开，如有线路电压 互感器者，应将其隔离开关拉开和高，低压熔断器取下，并在线路出线侧挂好接地线( 或 合上接地隔离开关) 。如图2 - 5 所示。主变压器检修亦可分为“断路器”和“主变压器”检 修，其挂接地线或合上接地隔离开关的地点应分别在断路器两侧或变压器各侧。 卜 线一 出一 关一开一、 离 隔一 ) 一 分一 ( 一 器f 路一断一 关 拜一 离一隔一线一 母一 第2 章变电站操作运行策略 图2 - 5 线路检修状态 ( 3 ) “母线检修”是指该母线从冷备用转为检修，即在冷备用母线上挂接好接地线( 或 合上接地隔离开关) “x x 母线从检修转为冷备用”是指拆除该母线接地线( 或拉开接地隔离开关) “x x 母线从冷备用转为热备用”是指有任一路电源断路器处于热备用状态，一经合闸 该母线即可带电，包括母线电压互感器转为运行状态 二电气设备运行状态之间倒换典型操作 电力系统根据生产的需要经常要将设备从一种状态倒换到另一种状态，表2 - i 就是 电气设备4 种状态之间相互倒换的典型操作 表2 - - i 电气设备运行状态之间倒换操作表 设备倒换后状态 状态运行 热备用冷备用检修 ( 1 ) 拉开必须切断的 ( 1 ) 拉开必须切断断路器 的断路器 ( 2 ) 检查所切断的断 ( 2 ) 检查所切断的 路器处在断开位置 ( 1 ) 拉开必须切断的 断路器处在断开 ( 3 ) 拉开必须断开的 断路器位置全部隔离开关 一 运 ( 2 ) 检查所切断的断 ( 3 ) 拉开必须断开( 4 ) 检查所拉开的隔 路器处在断开位置的全部隔离开关离开关处在断开位 行 ( 4 ) 检查所拉开的 置 隔离开关处在断 ( 5 ) 挂上保护用临时 开位置接地线或合上接地 隔离开关 ( 6 ) 检查合上的接地 隔离开关处在接通 位置 ( 1 ) 检查所拉开的断 路器处在断开位置 ( 1 ) 检查所拉开的( 2 ) 拉开必须断开的 断路器处在断开全都隔离开关 热 ( 1 ) 合上设备所必 位置 ( 3 ) 检查所拉开的隔 须的断路器 ( 2 ) 拉开必须断开离开关处在断开位 备 ( 2 ) 检查所合上的 的全部隔离开关置 断路器处在接通 ( 3 ) 检查所拉开的( 4 ) 挂上保护用临时 用 位暨隔离开关处在断接地线或合上接地 开位置隔离开关 8 第2 章变电站操作运行策略 ( 5 ) 检查合上的接地 隔离开关处在接通 位置 ( 1 ) 检查全部接线 ( 2 ) 检查所断开的( 1 ) 检查所断开的断 断路器处在拉开 ( 1 ) 检查全部接线 路器处在断开位置 的位置( 2 ) 检查所断开的断 ( 2 ) 检查全部隔离开 冷 ( 3 ) 合上必须合上路器处在拉开的位关处在断开位置 的全部隔离开关置 ( 3 ) 挂上保护用临时 备 ( 4 ) 检查所合上的 ( 3 ) 合上必须合上的 接地线或合上接地 隔离开关在接通全都隔离开关隔离开关 用位置，合上必须合 ( 4 ) 检查所合上的隔( 4 ) 检查合上的接地 上的断路器 离开关在接通位隔离开关处在接通 ( 5 ) 检查所合上的置，合上必须合上位置 断路器处在接通的断路器 位置 ( 1 ) 拆除全部保护 用临时接地线或 拉开接地隔离开 关 ( 1 ) 拆除全部保护用( 1 ) 拆除全部保护 ( 2 ) 检奋所拉开的 临时接地线或拉开用临时接地线或 接地隔离开关在接地隔离开关 拉开按地隔离开 检 断开位置( 2 ) 检查所拉开的接关 ( 3 ) 检查所断开的地隔离开关在断开( 2 ) 检查所拉开的 断路器处在断开位置 接地隔离开关在 修位置 ( 3 ) 检查所断开的断 断开位置 ( 4 ) 合上必须合上路器处在断开位置 ( 3 ) 检查所断开的 的全部隔离开关 ( 4 ) 合上必须合上的 断路器处在断开 ( 5 ) 检查所合上的全部隔离开关位置 隔离开关在接通( 5 ) 检查所合上的隔( 4 ) 检查所断开的 位置 离开关在接通位置隔离开关处在断 ( 6 ) 合上必须合上开位置 的断路器 ( 7 ) 检查所合上的 断路器处在接通 位置 2 1 4 倒闸操作的步骤与方法 为了保证倒闸操作的正确性，操作时必须按照一定的顺序进行正确的操作顺序有 一定的客观规律。如要将图2 - 6 所示的断路器由运行状态转为检修状态，操作过程中必 须要经历三阶段，先是拉开断路器，即为运行热备用阶段：然后拉开断路器两侧 隔离开关，为设备由热备用冷备用阶段；最后布置必要的安全措施后，即由冷备 用设备检修状态。表2 1 中所列的最为简化而突出的主要特征，实际操作时中间 9 第2 章变电站操作运行策略 有很多项目，表2 1 还列出各类状态之间的相互转换的顺序。表2 1 所列的是正确安排 操作顺序的基本规律，如任一顺序颠倒都可能导致操作事故。如图2 - 6 所示，将断路器 由运行转为冷备用，若先拉开隔离开关，后拉开断路器，那就违背了表2 1 的规定顺序， 由于这样操作的第一步没有使设备先经过热备用状态这个阶段，其结果必然导致带负荷 拉隔离开关的误操作。 笮：竺鬈兰堑婪堂堕辛茎茎生线 卜弋_ 乡每，_ 斗+ 、j 图2 - 6 带负荷拉隔离开关的误操作 隔离开关的操作应先拉负荷( 非母线) 侧隔离开关，而后拉母线侧隔离开关。 实际上整个倒闸操作的技术原则是围绕着“不能带负荷拉隔离开关”及保证人身设 备安全，缩小事故范围而制定的。 在实际工作中，由于操作任务种类繁多，这就需要对各种操作制定相应的操作顺序。 为此有必要从中总结出制定正确操作顺序的依据。这就是倒闸操作的技术原则。其技术 原则是根据不同设备的特点总结的各种技术要求和操作规定。 实践证明，只要掌握技术原则就能举一反三，正确安排各项倒闸操作的具体项目。 当然，为了更好地完成操作任务，在不违背操作原则的前提下，安排操作顺序时还应考 虑一条正确合理的操作途径，这就是说操作顺序不能生搬硬套。 第2 2 节倒闸操作任务分类及操作规则 2 2 1 倒闸操作任务分类 l 线路类 ( 1 ) 开关停电，线路工作 ( 2 ) 线路工作完毕，恢复送电 2 开关类 ( 1 ) 开关停电，开关检修 ( 2 ) 开关检修工作完毕，恢复送电 ( 3 ) 开关工作完毕。恢复热备用 ( 4 ) 开关工作完毕，恢复冷备用 ( 5 ) 开关停电，线路由旁路开关代运行 ( 6 ) 开关停电，恢复热备用 ( 7 ) 开关停电，恢复冷备用 3 主变类 ( 1 ) 主变停电，主变检修 ( 2 ) 主变工作完毕，恢复送电 ( 3 1 主变由运行状态到热备用状态 ( 4 ) 主变由运行到冷备用状态 ( 5 ) 主变由冷备用到运行状态 l o 第2 章变电站操作运行策略 4 母线 ( 1 ) 母线停电，所属设备预视 ( 2 ) 母线所属设备工作完毕，恢复送电 5 所变 ( 1 ) 所变停电工作 ( 2 ) 所变工作完毕，恢复送电 6 消弧线圈 ( 1 ) 消弧线圈停电工作 ( 2 ) 消弧线圈工作完毕，恢复送电 7 p t 开关 ( 1 ) 母p t 停电工作 ( 2 ) 母p t 工作完毕，恢复运行 2 2 2 倒闸操作规则 一基本五防规则 在倒闸操作中经常发生的误操作有以下五种 1 误拉合断路器 2 误入带电间隔 3 带负荷拉隔离开关 4 带接地刀闸或接地线合隔离开关 5 带电挂接地线或合接地刀闸 对于l 、2 9 提高操作人员责任心利用防误闭锁装置来预防。 对于3 、4 、5 根据变电站倒闸操作的基本规定总结出以下三条基本规则来防止操作 事故 规则一：为了防止带负荷拉合隔离开关，在拉合隔离开关时必须保证： ( 1 ) 与隔离开关某一侧直接相联的所有断路器都在断开位置。 ( 2 ) 合负荷侧隔离开关时，应确认电源侧的隔离开关已经合好：拉电源侧隔离开关 时，应确认负荷侧的隔离开关已经断开 ( 3 ) 隔离开关在合上或断开时，如果能确认其两侧电压大小相等且相位相同，就可 以操作( 例如倒换母线的操作) ，不受其他条件限制。 规n - ：为了防止带地线合隔离开关，在合隔离开关时应保证： ( 1 ) 所有与隔离开关两侧相联的( 经过变压器或断路器而未经隔离开关隔离的仍认 为是相联的) 临时接地线和接地刀闸都在断开位置。 ( 2 ) 为满足在检修过程中断路器做拉合闸试验的需要，在断路器的任何方向都有断 开的隔离开关的情况下，允许试拉合断路器 规则三：为了防止带电挂地线或合接地刀闸，在挂地线或合接地刀闸时，应保证： 接地点的任何方向都有断开的隔离开关。 二停送电规则 l 线路停送电规则 ( 1 ) 线路停电规则 i f 线路开关在运行状态t h e n 拉开线路开关( 热备用状态) i f 线路开关在断开状态t h e n 先拉负荷侧刀闸，后拉母线侧刀闸( 冷备用) i f 线路开关、母线侧刀闸、线路侧刀闸在断开位置t h e n 合上线路侧接地刀闸 第2 章变电站操作运行策略 ( 2 ) 线路送电规则 i f 线路开关、母线侧刀闸、线路侧刀闸在断开位置，线路侧接地刀闸在合闸位置 1 r i e n 拉开线路侧接地刀闸 i f 线路开关、母线侧刀闸、线路侧刀闸在断开位置，线路侧接地刀闸在断开位置 t h e n 先合上母线侧刀闸，后合上线路侧刀闸 i f 线路开关在断开位置，母线侧刀闸和线路侧刀闸在合闸位置t h e n 合上线路开 关 2 开关停送电规则 ( 1 ) 开关停电规则 i f 开关在运行状态( i 母或i i 母刀闸、线路侧刀闸在合闸位置，开关两侧接地刀 闸及线路接地刀在断开位置) t h e n 拉开线路开关 i f 开关在断开位置( i 母或i i 母刀闸、线路侧刀闸在合闸位置，开关两侧接地刀 闸及线路接地刀闸在断开位置) t h e n 先拉开线路侧刀闸，后拉开母线侧刀闸 l f 开关、线路侧刀闸、母线侧刀闸在断开位置。开关两侧接地刀及线路接地刀闸 在断开位置删合上开关两侧接地刀闸 ( 2 ) 开关送电规则 i f 开关、线路侧刀闸、母线侧刀闸在断开位置，开关两侧接地刀闸在合闸位置t h e n 拉开开关两侧接地刀闸 i f 开关、线路侧刀闸、母线侧刀闸在断开位置，开关两侧接地刀闸在分闸位置t h e n 先合上母线侧刀闸，后合线路侧刀闸 i f 开关在分闸位置、线路侧刀闸和母线侧刀闸在合闸位置t h e n 合上线路开关 3 旁路开关带路的规则( 如图2 7 ) 旁母 i 母 i i 母 图 7 旁路开关带路图2 _ 8 母联蒹旁路开关带路 ( 1 ) 双母分段带旁路，开关检修、线路由专用旁路开关带的规则 i f 线路开关在运行状态，旁路开关在冷备用状态t h e n 先合上旁路开关母线侧刀 闸，后合上旁路开关旁母侧刀闸 i f 旁路开关在分闸位置，旁路开关母线侧刀闸、旁母侧刀闸在合闸位置t h e n 合 上旁路开关对旁母充电 l f 旁路开关及两侧刀闸在合闸位置，对旁母充电无异常t h e n 拉开旁路开关 i f 线路开关在运行状态，旁路开关在热备用状态t h e n 合上线路开关旁母侧刀闸 i f 线路开关在运行状态，旁路开关在热备用状态，线路开关旁母侧刀闸在合闸位 置t h e n 合上旁路开关 i f 旁路开关在运行状态，线路旁路刀闸在合闸位置t h e n 拉开线路侧开关 i f 线路开关在分闸位置t h e n 先拉开线路负荷侧刀闸，后拉线路母线侧刀闸 1 2 第2 章变电站操作运行策略 i f 线路开关、线路负荷侧刀闸、线路母线侧刀闸在分闸位置t h e n 合上开关两侧 接地刀闸 ( 2 ) 双母分段，旁母、旁路开关撤出运行，线路开关加入运行的规则 i f 线路开关两侧接地刀闸在合闸位置t h e n 拉开线路开关两侧接地刀闸 线路开关、线路负荷侧刀闸、线路母线侧刀闸及开关两侧接地刀闸在分闸位置 t h e n 先合线路母线侧刀闸，后合线路负荷侧刀闸 i f 线路开关在分闸位最，线路母线侧刀闸、线路负荷侧刀闸在合闸位置t h e n 合 上线路开关 i f 线路开关在合闸位置，旁路开关在运行状态t h e n 先拉开旁路开关，后拉开线 路旁路刀闸 i f 旁路开关在分闸位置t h e n 先拉开旁母侧刀闸，后拉开母线侧刀闸 4 母联兼旁路开关带路规则( 如图2 8 ) ( 1 ) 单母分段，开关检修，母联兼旁路开关带路( 如图2 8 所示，以i 母线带路为 例) i f 母联开关、母联i 母刀闸、母联母刀闸在合闸位置，母联旁路l 、2 刀闸在分 闸位置t h e n 合上母线i 母、i i 母联络刀闸 i f 母线i 母、u 母联络刀闸在合闸位置t h e n 拉开母联开关，拉开母联u 母刀闸， 合上母联旁母2 刀闸 i f 母联i 母刀闸、母联旁路2 刀闸在合闸位置t h e n 合上母联开关对旁母充电后， 断开母联开关 i f 母联开关在断开位置，线路开关在运行状态删合上线路旁母刀闸 i f 线路旁母刀闸在合闸位置，母联i 母刀闸、母联旁路2 刀闸在合闸位置t h e n 合 上母联开关，断开线路开关 i f 线路开关在分闸位置t h e n 先拉线路侧刀闸，后拉母线侧刀闸 i f 线路开关及两侧刀闸在断开位置t h e n 在开关两旁各装设接地线 ( 2 ) i 母线路开关加入运行，旁路撤出运行 i f 线路开关在检修状态t h e n 拆除开关两侧接地线 l f 线路开关在冷备用状态t h e n 先合母线侧刀闸，后合线路侧刀闸 i f 线路开关在热备用状态t h e n 合上线路开关 i f 线路开关在运行状态，线路旁母刀闸在合闸位置，母联开关带路运行t h e n 先 断开母联开关，后拉开线路旁路刀闸 i f 母联开关在分闸位置t h e n 先拉开母联旁路2 刀闸，后合上母联i i 母刀闸 i f 母联i 母、母在合闸位置t h e n 合上母联开关 i f 母联开关在合闸位置t h e n 拉开i 、i i 母联络刀闸 5 变压器停送电操作 ( 1 ) 变压器停电操作规则 i f 变压器三侧开关在运行状态t h e n 先断低压侧、中压侧开关后断高压侧开关 i f 变压器低压侧刀闸在断开位置1 h e n 先拉母线侧刀闸，后拉变压器侧刀闸 i f 变压器中压侧刀闸在断开位置t h e n 先拉变压器侧刀闸，后拉母线侧刀闸 l f 变压器高压侧刀闸在断开位置1 h e n 先拉变压器侧刀闸，后拉母线侧刀闸 i f 变压器三侧开关在冷备用状态t h e n 在变压器与变压器刀闸之间三侧各装设 一组接地线 ( 2 ) 变压器送电操作规则 i f 变压器在检修状态t h e n 拆除变压器与变压器三侧刀闸之间接地线 第2 章变电站操作运行策略 i f 变压器高压侧刀闸在断开位置， 先合母线侧刀闸，后合变压器侧刀闸 i f 变压器中压侧刀闸在断开位置， 先合母线侧刀闸，后合变压器侧刀闸 i f 变压器低压侧刀闸在断开位置， 先合变压器侧刀闸，后合母线侧刀闸 变压器侧刀闸、母线侧刀闸在分闸位置t h e n 变压器侧刀闸、母线侧刀闸在分闸位置t h e n 变压器侧刀闸、母线侧刀闸在分闸位置t h e n i f 变压器三侧刀闸在合闸位置，开关在分闸位置t h e n 先合高压侧开关，再合中 压侧开关，后合低压侧开关 6 单母分段母联开关停送电规则 ( 1 ) 单母分段母联开关停电操作规则 球母联开关在运行状态1 h e n 断开母联开关 i f 母联开关在分闸位置。母联两侧刀闸在合闸位置t h e n 首先判断实际的或可能 的潮流方向，先拉负荷侧刀闸，后拉电源侧刀闸 i f 母联开关及两侧刀闸在分闸位置t h e n 合上母联开关两侧接地刀闸或装设两 组接地线 ( 2 ) 单母分段母联开关送电操作规则 i f 母联开关在检修状态t h e n 拉开( 拆除) 母联开关两侧接地刀闸或装设的两组 接地线 i f 母联开关及两侧刀闸在分闸位置1 h e n 首先判断实际的或可能的潮流方向，先 合电源侧刀闸，后合负荷侧刀闸 i f 母联开关在分闸位置，两侧刀闸在合闸位置t h e n 合上母联开关 1 4 第3 章专家系统技术的应用 第3 章专家系统技术的应用 人工智能( a i ) 是一门正在发展中的综合性的前沿科学，是计算机科学与技术学科 领域的一个重要的研究方向，主要研究如何使用机器( 计算机) 来模拟和实现人类的智 能行为，是在计算机、控制论、信息论、数学、心理学、哲学、语言学等多种学科相互 综合、相互渗透的基础上发展起来的一门新兴边缘学科。自1 9 5 6 年人工智能诞生至今 已经走过了曲折的4 0 多年，其问风风雨雨，高潮低潮几经交替，遇到过不少的争论、 困难和挑战，同时也获得了迅速的发展，在很多领域得到了广泛的应用。 人工智能在实际应用中最引人注目的成果就是各种专家系统的出现，它是人工智能 研究最活跃最富有成效的研究领域。 第3 1 节专家系统的定义 专家系统是6 0 年代中期发展起来的- - n 新兴的人工智能应用学科，是计算机应用的 新领域它的成就及其深刻的影响正越来越受到各行业的普遍关注。在许多应用领域，解 决问题时需要用到大量数据、文献和其他有关信息，而任何人类专家都是难以准确掌握 如此多的数据和信息的。专家系统借助于计算机可以准确、快速地查询这些数据和信息， 并利用它们来进行推理和判断。高性能专家系统的研制成功，给了人们巨大的鼓舞，使 人们有信心在更广泛的领域里研制更高水平的专家系统，且希望有更广泛的应用。 由于专家系统的历史不长，目前对专家系统这个术语还没有一个统一的定义。从文 字意思上，可以认为专家系统是一种基于知识的计算机程序系统，它能模拟专门领域的 专家求解问题的能力，对所面临的复杂问题作出专家水平的结论。由于它解决问题的能 力主要取决于它所拥有的知识，所以又称专家系统为知识库系统。这种基于知识的计算 机程序系统，事先将有关专家的知识、经验总结出来，形成一系列规则，并把它们以适 当的形式存入计算机，即建立知识库：然后，采用合适的控制策略，按输入的原始数据 选择一定的规则进行推理演绎，作出判断和决策，并能根据用户的要求给出满意的解释 如何应用人工智能同趋成熟的各种技术，将专家知识和经验以适当的形式存入知识 库，利用类似专家的思维规则，对事件或原始数据进行精确的或不精确的推理、演绎， 做出判断和决策，这就是专家系统所要研究的主要任务。 第3 2 节专家系统的特点 从前面专家系统的定义以及对专家系统的简单描述，可以了解到专家系统所具有的 区别于其他计算机程序系统的一些显著特点。 3 2 1 实用性 专家系统强调实用，解决人们的生产实践、科学研究及其他领域的实际问题。为了 达到具有专家级水平解决问题的功能，在整个专家系统的设计过程中，始终紧密结合目 标，不回避所面临的问题，包括专家系统所能接受的输入输出方式，都应予以考虑加以 实现。专家系统的实用性与知识库的完善性、可用性，以及获取知识和维护知识库的能 第3 章专家系统技术的应用 力密切相关。根据领域专家的丰