基于五防判断的遥控关闭技术在500kv变电站中的应用

基于五防判断的遥控关闭技术在500kv变电站中的应用

0站控层五防机概述根据控制单元的不同，可控站场的控制系统分为三种类型：车站控制层控制、间隔层控制和现场手动控制。站控层控制在后台系统的操作员工作站上操作;间隔层控制在小室中测控装置上操作;就地手动控制在一次设备旁的操作箱中操作。在电力生产中,要进行大量的操作,为避免误操作而带来的人员伤亡、设备损坏、大面积停电等事故,早在1990年,中国就提出了电气设备五防的要求。五防是指:①防止误分合断路器;②防止带负荷分合隔离开关;③防止带电挂(合)接地线(接地刀闸);④防止带接地线(接地刀闸)合断路器(隔离开关);⑤防止误入带电间隔。过去,站控层控制的五防功能一般由独立于后台系统的五防机来实现。在站控层控制时,即在后台系统的操作员工作站上进行遥控操作时,首先,将操作设备的设备号和操作类型(分、合等)传入五防机,在五防机中进行五防规则判断,然后,将判断结果传回后台系统,最后,后台系统根据传回的判断结果发出遥控命令或中止遥控操作。这种方式需要在监控系统中设置单独的五防机,增加了开支,而且结果的准确性依赖于网络的可靠性,一旦后台系统与五防机之间的网络通信出现问题,站控层五防将陷入瘫痪。因此,将五防功能以遥控闭锁软件的形式整合进后台系统是站控层五防的发展方向。为此,本文介绍了在后台系统上开发的一套遥控闭锁软件的设计思路、实现方式以及在500kV湖州含山变电站的应用情况。1控制板运行过程在浙江省电力设计院根据含山变主接线图给出的操作闭锁逻辑图中,对每一个可控设备定义了操作闭锁逻辑,即在何种情况下允许操作这个设备。一旦不满足操作闭锁逻辑,就闭锁此设备。含山变中220kV青石线的主接线图如图1所示,青石线22012号母线隔离开关的操作闭锁逻辑见表1。如果没有自动化系统,当操作员要对22012号隔离开关发遥控命令时,首先需要查阅操作闭锁逻辑图,找到22012号隔离开关的闭锁逻辑,然后核对当前闭锁逻辑中开关、刀闸的实际位置,与闭锁逻辑图比较,经逻辑判断后得出现在是否允许对22012号隔离开关进行操作,允许则进行操作。实际上,自动化系统要完成的也是这样一个过程:首先,涉及闭锁逻辑的存储问题,即如何将设计院给出的纸质的闭锁逻辑以何种方式存储到电脑中;其次,当操作员在后台向22012号隔离开关发遥控命令时,程序自动运行到存储逻辑的地方找到这条逻辑,并取出这条逻辑中包含的各测点的实际位置,进行逻辑计算,得到逻辑结果,结果为真时,允许发出遥控命令,结果为假时,向操作员给出逻辑不满足提示并中止遥控过程。遥控闭锁软件分为2个部分:①操作闭锁逻辑的输入与存储模块;②遥控操作时的逻辑判断模块。首先需要考虑的问题是操作闭锁逻辑如何存储。在后台系统中,数据有3种存储方式:商用数据库(也称磁盘数据库)方式、实时数据库方式、文件方式。商用数据库安装在主备服务器上,商用数据库中的数据在主备服务器之间保持同步刷新,数据的存储和访问较慢,但数据可以永久保存;实时数据库安装在后台系统的每台机器上,实时数据库中的数据在后台系统所有的机器之间保持同步刷新,数据的存储和访问较快,但机器断电后数据就不存在了;文件独立存在于各台机器之中,如果不主动进行机器之间的文件拷贝,数据无法同步,数据的存储和访问较慢。考虑到闭锁逻辑应可以永久保存,而且获得闭锁逻辑结果所用的时间越少越好,因此,将闭锁逻辑同时存入磁盘数据库和实时数据库进行保存,遥控时从实时数据库中读取操作闭锁逻辑进行逻辑判断。遥控操作时,逻辑判断在哪个阶段执行是另一个需要考虑的问题。在后台系统的操作员工作站上进行遥控操作时,整个遥控过程分为发出遥控预校验命令、收到遥控返校、发出遥控执行命令3步。有2种选择:①在发出遥控预校验命令之前进行闭锁逻辑判断;②在发出遥控执行命令之前进行闭锁逻辑判断。从遥控预校验发出到收到遥控返校之间需要时间,时间的长短由通信介质和当时的通信负载率决定,一般为秒级。遥控时,如果闭锁逻辑不满足,则完全不需要进行遥控预校验,遥控过程可以立即结束。因此,将闭锁逻辑判断放在发出遥控预校验命令之前进行,可以节约遥控平均所需的时间。2操作封闭逻辑的实现操作闭锁逻辑的输入与存储模块提供给用户一个输入界面,通过这个界面,用户可以方便地输入、查看或修改闭锁逻辑。闭锁逻辑编辑完成后存储在磁盘数据库和实时数据库中。对于变电站中每一个定义了操作闭锁逻辑的遥控对象,其操作闭锁逻辑输入过程如图2所示。首先,在数据库的遥信表中找到该遥控对象的遥信点号,并将其填入界面上的遥控对象号编辑框。然后,选择操作类型:合、分、合与分。单选合,表示下面要输入的是合该遥控对象时需要满足的逻辑;单选分,表示下面要输入的是分该遥控对象时需要满足的逻辑;大部分遥控对象的分合逻辑相同,这时就需要把合与分都选上。最后,根据设计院给出的操作闭锁逻辑图,用数据库检索器一一选出对应的测点,并选择测点的状态,如果此遥控对象的操作闭锁逻辑含有不止一个条件,则在输完一个条件中所有测点之后点击“新增条件”按钮,再输入下一个条件中的各个测点,直至所有条件输入完成。在保存这个遥控对象的操作闭锁逻辑之前,输入的数据存放在内存中,可以方便地进行修改。操作闭锁逻辑输入完成后,点击保存按钮进行保存。这时,程序将内存中的操作闭锁逻辑通过磁盘数据库操作接口和实时数据库操作接口分别保存在磁盘数据库和实时数据库的遥控定义表、遥控条件表、公式表和公式参数表中。磁盘库和实时库中各有一份这4张表的数据,并且这些数据在磁盘库和实时库中一致。遥控定义表存储了遥控对象的合命令条件号和分命令条件号,遥控条件表存储了条件号与公式号之间的对应关系,公式表存储了公式的表达式,公式参数表存储了公式表达式中各参数的具体定义,每个公式参数对应上述输入的一个测点。3控制程序的执行过程当在变电站后台系统的操作员工作站上对某个遥控对象进行遥控操作时,在发出遥控预校验命令之前,遥控闭锁软件自动从实时数据库中取出此遥控对象的操作闭锁逻辑进行判断,逻辑满足则允许下发遥控命令,反之,则弹出对话框,提示操作人员逻辑不满足,并中止遥控过程。因为逻辑判断自动执行,所以对于操作人员来说,整个遥控操作过程与不含遥控闭锁软件时相似。遥控操作时的逻辑判断模块流程图如图3所示。流程图中,读入条件和判断这2步是整个逻辑判断模块中最复杂的部分,其执行过程如下:首先,根据遥控对象对应的遥信号在实时数据库的4张表中找出与此遥控对象相关的所有记录;然后,从实时数据库的遥信表中读出公式参数表中各测点的实时遥信值;最后,将各测点的实时遥信值代入公式表中对应的公式表达式中,进行逻辑运算,得到逻辑结果。如果逻辑结果为1,表示此刻此遥控对象的操作闭锁逻辑为真,可以对其进行操作,即允许下发遥控预校验命令;反之,如果逻辑结果为0,则不允许操作员工作站下发遥控预校验命令,遥控操作界面上将出现对话框提示逻辑不满足,遥控过程中止。4社区区逻辑判断以图1中22012号隔离开关为例,首先,在操作闭锁逻辑的输入界面上输入其闭锁逻辑并保存到数据库,输入过程见第2节。22012号隔离开关的操作闭锁逻辑输入完成并保存后,数据库的遥控定义表中写入了一条关于22012号隔离开关的记录,记录显示,22012号隔离开关的合命令条件号和分命令条件号均为200001;遥控条件表中写入了一条关于200001号条件的记录,记录显示,此条件对应的公式号为2;公式表中写入了一条关于2号公式的记录,记录显示,此公式对应的公式表达式为“!v00&!v01&!v02&ue013v03&!v04&!v05|v06&v07&v08&v09”,公式表达式由公式参数和逻辑符号组成,公式参数以v字母打头,例如:v00代表0号公式参数,v01代表1号公式参数,逻辑符号&代表与,|代表或,!代表非;公式参数表中写入了对上述公式表达式中每个公式参数的定义,如表2所示。对比表1可知,v00~v05对应条件1中的6个测点,v06~v09对应条件2中的4个测点。由此,表1所示的22012号隔离开关的操作闭锁逻辑转换成了数据库中这4张表中写入的内容,信息量完全等同。当青石线由Ⅰ号母线倒换到Ⅱ号母线上运行或从停运状态转到由Ⅱ号母线供电的运行状态时,需要遥控合上22012号隔离开关。以此操作为例,当值班员在后台系统的操作员工作站上遥控合上22012号隔离开关时,在发出遥控预校验命令之前,遥控程序自动调用逻辑判断模块,判断当前运行情况是否满足逻辑,满足逻辑则允许发出遥控预校验命令,不满足逻辑则中止遥控操作。整个逻辑判断过程如下:1)从实时数据库的遥控定义表中获得22012号隔离开关的“合命令条件号”,为200001。2)根据合命令条件号200001,从实时数据库的遥控条件表中获得对应的公式号,为2。3)从实时数据库的公式表中取出2号公式的公式表达式。4)从实时数据库的公式参数表中取出2号公式对应的所有公式参数(见表2),每一个公式参数对应一个遥信点。5)从实时数据库的遥信表中得到各公式参数对应的遥信点的遥信值,1表示合闸状态,0表示分闸状态。6)将各公式参数的遥信值代入2号公式的公式表达式进行逻辑运算,得到逻辑结果。5可实现变电站设备在本电机病毒检测中有效运行的建议遥控闭锁软件对于后台的遥控操作起到了很好的防误作用,而且使用和配置都很方便,有很强的适应性和扩展性。此套软件已在500kV湖州含山变投入使用,运行效果良好,迄今未发生误操作事故,表明本软件判断准确、运行稳定,具有