五防关闭功能在智能变电站的应用

五防关闭功能在智能变电站的应用

0间隔间五防锁功能未得到应用在能源生产中，由于电气错误的操作，可能会造成设备损坏、大面积停工和人身伤害等事故。为确保电力系统安全稳定运行,必须实施防误闭锁及相关组织管理。间隔间五防闭锁是目前主要应用的闭锁方案之一。IEC61850标准的发布极大地推动了智能化变电站的发展,随着国内智能化变电站建设的积极进行,其站内的通信方式成为各厂家关注的重点,目前通过三层两网架构基本实现了智能化变电站全站通信功能。伴随智能化变电站间隔层测保一体装置的普及应用,间隔层原有的测控间及新的测保一体装置间的防误闭锁功能是非常必要的。但是,由于各厂家做法不统一给智能站实施带来了诸多不便,间隔间五防闭锁功能没有得到很好的应用和推广,很多智能站都直接放弃使用间隔间五防闭锁功能。本文将描述测控及测保一体装置间隔间五防闭锁的实现方式,为今后智能化变电站建设提供参考。1间隔层装置的误操作国电生243号文《防止电气误操作装置管理规定》指出“五防”:防止带负荷拉、合隔离刀闸;防止误入带电间隔;防止误分、合断路器;防止带电挂(合)接地线(接地刀闸);防止带地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸)。目前,在实现了综合自动化的变电站中,五防应用主要包括后台监控五防闭锁、间隔间五防闭锁和机构五防闭锁三层五防,而多数变电站都未在间隔层装置中设置五防闭锁功能,故在变电站就地操作断路器和电动刀闸时,易出现误操作。此外,站控层实时数据库中开关、刀闸等操作机构的位置信号传到后台数据库,需要经过多个通信环节,很难始终保持较高的实时性。在间隔层装置中,实现防误操作最突出的特点是实时性,在间隔层再加一层防护措施将更安全可靠。间隔间联锁的信息一部分来源于装置本地,另一部分来源于联锁装置。保证联锁装置信息的实时性,是间隔层防误闭锁的重点。间隔层要实现五防闭锁功能,网络就需是高速以太网。间隔层装置CPU负载低、通信速率高,现场总线具有足够的带宽保证实时响应速度。操作时,间隔层装置对采集的遥信信息进行逻辑计算,当五防条件满足时,其控制的闭锁触点闭合,操作才可以进行。当闭锁条件中涉及其它装置的信息时,间隔层装置相互通信以获取最新的联锁信息。常规变电站已通过测控装置实现了间隔五防通信功能。25个额外连接策略2.1间隔五防逻辑封闭常规变电站无过程层设备,各厂家测控之间采用不同的规约方式进行通信。间隔间使用五防闭锁功能时,是通过测控装置跨间隔以铺设电缆方式采集开关刀闸位置信息,或是通过间隔层特有的规约方式采集联锁信息,再结合本间隔测控装置编辑相应的逻辑实现五防闭锁的。在常规61850站出现后,间隔五防逻辑闭锁功能仍部署在测控装置中,但测控装置间可借助已有的MMS网络,通过GOOSE通信方式传输跨间隔的开关刀闸位置信息,从而避免了测控装置需跨间隔铺设电缆的麻烦,并且在满足61850统一通信方式的同时给工程实施带来了很大便利。大量的智能化变电站出现后,间隔五防逻辑闭锁的部署与常规61850站差异不大,主要区别是增加了过程层设备,而且间隔层设备出现了测保一体装置,因此间隔五防闭锁功能除了要求测控装置之间可通信外,还要求测保一体装置之间以及测控与测保一体装置之间也可通信。本文将介绍目前已开始在智能化变电站测控及测保一体装置间隔实现五防闭锁的一种方式。2.2mms-围岩网络根据IEC61850标准,智能化变电站按三层两网结构实现了全站通信功能,如果要实现间隔间的五防功能,理论上,可通过过程层网络跨间隔采集开关刀闸信息,但是,采用站控层网络传送五防联锁信息有三大优点。优点一是测控及测保一体装置可以只做1套软件,不用区分用哪种网络;优点二是对响应速度要求不高,不超过150ms即可,而在过程层上传输的跳闸命令要求响应时间小于4ms;优点三是如果采用已有的GOOSE组网采集跨间隔信息,那么需要测控的GOOSE订阅信息配合,而且如果存在AB套采集,那么编辑五防闭锁逻辑会较复杂,而利用已配置间隔的GOOSE网络,通过MMS网络传输GOOSE信息,既可满足跨间隔采集开入位置信息的需求,又不用单独布置光纤,减少了经济支出。GOOSE网络如图1所示,智能终端属于过程层设备,测控及测保一体装置属于间隔层设备,监控后台属于站控层设备,智能终端通过GOOSE网络把开关刀闸位置送给间隔层设备测控或测保一体装置,间隔层设备通过MMS网络把遥信送给监控后台站控层设备,由此可见间隔层设备之间通过以太网络实现GOOSE传输。35个边缘组合的具体实现方法3.16生成的模型执行智能化变电站配置流程:生产商提供原始模型文件ICD文件给系统集成商,集成商按照整个变电站的情况配置全站系统配置SCD文件,各生产商通过SCD文件导出装置需要的实例化配置文件CID下到装置。智能站配置流程如图2所示。《IEC61850工程继电保护应用模型》中提出MMS服务与GOOSE服务(联闭锁)应统一访问点建模,因此在模型文件S1访问点下增加GOOSE发布控制块,在“CTRL”控制逻辑设备定义有关的闭锁节点信息。发布数据集DataSet增加五防闭锁相关的GOOSE发布控制块,发布数据集FCDA可包含间隔层需要的开入节点信息,对应为过程层采集到的开入位置,数据对象为逻辑节点LN定义开入位置。经过系统配置工具,建立虚端子连接关系,可导出订阅方的S1模型文件。订阅方包含了订阅控制块,订阅数据集DataSet增加了五防位置,具体的点信息可在逻辑节点LN下面查看。装置发送出来的GOOSE报文使用Ethereal抓包工具打开,订阅方装置先解析报文头。按IEC61850标准的规定和模型里配置的数据集解析内容,10为合位,01为分位,00和11为不定态。订阅方采集到发布方通过间隔层网络传送来的GOOSE信息后,就可以进行符合自身逻辑编辑需求的处理了。3.2智能变电站智能电务监控系统的实现装置采集到其它间隔的开入信息后,可通过计算机编辑PLC逻辑方式设置闭锁条件并进行下载。利用PLC编辑五防逻辑,指令集丰富,编辑方法灵活方便,可根据用户需要实时更改逻辑并能实现在线仿真功能,因此这种方式已经在常规站中得到普遍的应用。智能站测控及测保一体装置完成电网遥测、遥信信息的采集,通过调用解释程序对下装的逻辑程序进行解释和运算,实现装置相应的继电器(或通用面向对象变电站事件GOOSE)动作开出,完成智能变电站的实时控制。下面以220kV不分段双母线接线为例说明订阅方装置五防逻辑执行方法,不分段双母线接线如图3所示。后台遥合/遥分线路1刀时,按照合刀时先合母线侧刀闸再合线路侧刀闸,分刀时先分线路侧刀闸后分母线侧刀闸的原则。遥分/遥合1刀条件:线路开关分位,2刀分位,3刀分位,1地刀分位,2地刀分位,I母地刀分位。1刀倒母条件:2刀合位,母联开关合位,母联1刀合位,母联2刀合位,可合线路1刀。当条件满足后,装置按照如下所示代码执行,返回值为1表示允许遥控,为0表示闭锁,这样,装置就实现了间隔间五防闭锁功能。4通过间隔间的五防锁智能化变电站间隔间五防调试方案具体实施步骤:测控及测保一体装置的发布方和订阅方建立带有间隔层GOOSE控制块的模型文件;通过系统配置工具建立虚端子连接关系,导出发布方和订阅方的配置文件,并下载到测控及测保一体装置;采用PLC编辑五防逻辑,订阅方在接收到通过GOOSE