簡議IEC61850在線式變電站防誤閉鎖系統(tǒng)

1、簡議IEC61850在線式變電站防誤閉鎖系統(tǒng) 簡議IEC61850在線式變電站防誤閉鎖系統(tǒng) 摘要：目前，伴隨著IEC61850及其GOOSE技術(shù)在國內(nèi)電力系統(tǒng)的廣泛推廣，一種具有三層獨立防誤結(jié)構(gòu)、基于變電站全景數(shù)據(jù)平臺的在線式變電站防誤閉鎖系統(tǒng)(以下簡稱在線式五防)應運而生，下文主要通過分析國內(nèi)首批在線式五防試點變電站在實際調(diào)試、運行、及后期維護過程遇到的問題，闡述了在線式五防系統(tǒng)的設(shè)計理念和實現(xiàn)方式。 關(guān)鍵詞：在線式；變電站；防誤閉鎖 中圖分類號：TM411+.4 文獻標識碼：A 文章編號： 0 引言 在線式五防技術(shù)的應用其實還早于傳統(tǒng)的微機五防系統(tǒng)，它在很多方面有傳統(tǒng)微機五防無法比較的優(yōu)勢

2、，但是在當時的應用環(huán)境下，在線式五防系統(tǒng)在變電站根底建設(shè)和工程實施上過于復雜，尤其是要在間隔之間串接很多電纜，不利于后期維護，故其推廣也受到諸多限制。隨著新一代計算機和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)在電力系統(tǒng)的快速應用和開展，特別是隨著IEC61850標準及其GOOSE技術(shù)在國內(nèi)電力系統(tǒng)中的廣泛應用，為在線式五防系統(tǒng)的實現(xiàn)和開展提供了必要的技術(shù)支持，依拖數(shù)字化變電站及其通信網(wǎng)絡(luò)，將一體化微機五防技術(shù)、在線式五防技術(shù)、數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有機結(jié)合，順應數(shù)字化變電站的新理論，新技術(shù)。 1 在線五防整體實現(xiàn) 1.1在線五防整體含義 在線式五防系統(tǒng)是充分利用變電站自動化系統(tǒng)全站監(jiān)控功能，經(jīng)集成在自動化監(jiān)控系統(tǒng)中的站

3、控層五防軟件及測控裝置中的間隔五防模塊，對變電站防誤閉鎖邏輯進行實時準確校驗，對防誤操作閉鎖序列逐步開放的一套防誤操作閉鎖系統(tǒng)。 在線式五防系統(tǒng)取消了傳統(tǒng)微機五防中的電腦鑰匙、相關(guān)的機械掛鎖和電氣編碼鎖，原測控設(shè)備中的電氣編碼鎖操作回路由測控裝置中的輸出控制節(jié)點相應替代，網(wǎng)門、刀閘結(jié)構(gòu)箱、臨時接地樁等虛擬電氣設(shè)備鎖具由測控裝置輸出接點控制的在線式五防電磁鎖具相應替代。 1.2 防誤體系 完整的在線式五防系統(tǒng)由三層防誤體系構(gòu)成，三層防誤獨立工作，互不影響，分別為站控層防誤、間隔層防誤及單元電氣機械防誤。站控層防誤和間隔層防誤都有自己獨立的一套五防邏輯。三層防誤體系的投退和緊急解鎖通過在測控屏柜上

4、對每個間隔安裝一個有三個工作位置的操作把手實現(xiàn)。其對應解閉鎖體系如下： 工作位置一：站控層五防有效、間隔五防有效、單元電氣閉鎖有效； 工作位置二：站控層五防無效、間隔五防有效、單元電氣閉鎖有效； 工作位置三：站控層五防無效、間隔五防無效、單元電氣閉鎖有效； 1.3工作模式 當三工位把手打到站控層五防時，站控層五防系統(tǒng)靜態(tài)校驗五防邏輯，生成操作票序列之后，正常操作時，站控層通過發(fā)送兩個虛擬的遙信使能信號給當前操作電氣設(shè)備對應的測控裝置輸出接點，通知間隔層判斷其閉鎖邏輯并輸出到硬節(jié)點，開放相關(guān)在線五防鎖具。 當三工位把手打到間隔層五防時，間隔五防自動將兩個虛擬使能遙信置為有效，并根據(jù)自身位置判斷其

5、閉鎖邏輯并輸出到硬節(jié)點。使能虛遙信和閉鎖邏輯的編輯方式各個廠家可以定義自己的格式，推薦使用標準的逆波蘭格式。 當三工位把手打到五防解鎖時，站控層五防和間隔五防全部無效，間隔內(nèi)測控裝置輸出接點全部導通，全站五防實現(xiàn)緊急解鎖，此時單元電氣閉鎖仍然有效。 2 在線五防引入關(guān)鍵技術(shù) 2.1 SMS效勞 在線式五防系統(tǒng)通過MMS效勞實現(xiàn)閉鎖節(jié)點的閉合與翻開，站控層對變電站內(nèi)所有一次電氣設(shè)備的控制都使用標準DL/T860 的MMS協(xié)議。MMS通信效勞流程待確認的效勞類型在網(wǎng)絡(luò)上提供效勞器和客戶端之間信息互換的可靠效勞。帶確認的MMS效勞流程如下： 1) 客戶端發(fā)送一個請求 2) 效勞器接收到一個請求 3)

6、 效勞器執(zhí)行相關(guān)動作 4) 如果動作執(zhí)行成功，效勞器返回肯定應答，否那么，返回否認應答。 2.2 GOOSE機制 GOOSE技術(shù)屬于IEC61850標準的核心局部，其根底是高速的P2P穿刺，效勞傳輸直接映射到底層數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，不經(jīng)過上層的報文組裝和分拆，并且其報文中攜帶了數(shù)據(jù)有效性檢查，支持重發(fā)機制。在線式五防系統(tǒng)使用GOOSE實現(xiàn)不同電氣間隔間的聯(lián)合閉鎖操作，不同電氣間隔按實際應用工程中外部間隔的需求發(fā)布GOOSE，按本間隔自身要求訂閱外部GOOSE。GOOSE報文可以保證各間隔測控裝置采集的高壓開關(guān)和刀閘的位置信息、保護動作信號等高速的網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸并參與跨間隔閉鎖的邏輯運算。使用G

7、OOSE傳輸，信息的傳遞不受不同類型測控裝置的限制，使系統(tǒng)具備更好的擴展性和互操作性。 3.3 帶返回接點的在線五防專用電磁鎖具 在線式五防是通過五防閉鎖接點的分合來實現(xiàn)順序控制操作的，與傳統(tǒng)微機五防使用的機械編碼鎖不同，在線式五防專用鎖具采用電磁原理，提供兩對常開輔助節(jié)點，返回電氣設(shè)備的分合狀態(tài)，測控裝置將這兩對節(jié)點信號作為開入量采集，再上送到站控層，站控層就可以實時監(jiān)控虛擬五防設(shè)備的實時狀態(tài)，從而實現(xiàn)了對全站五防電氣設(shè)備的全景監(jiān)控，為站控層的五防操作提供實時信息，并且實現(xiàn)了對操作票序列中每一步電氣操作可以實時校驗五防邏輯，這跟傳統(tǒng)微機五防相比，實現(xiàn)了巨大突破。 4 實際應用中的技術(shù)問題及解

8、決方案 4.1 GOOSE 規(guī)那么項與GOOSE斷鏈 變電站實際運行過程中檢修和技改工程中經(jīng)常遇到局部間隔設(shè)備暫時脫離網(wǎng)絡(luò)，這就造訂閱其GOOSE的另外一些測控裝置出現(xiàn)GOOSE斷鏈的現(xiàn)場，按照五防技術(shù)標準，此時五防應該閉鎖，此時如果變電站確實需要進行電氣倒閘操作，就照成一些參與GOOSE邏輯計算的電氣設(shè)備閉鎖。面對這種情況，有一種可以簡便有效解決此問題的方法，通過在各間隔測控裝置中配置一塊軟壓板，該軟壓板的功能專門控制參與邏輯計算的外部GOOSE的有效性。在五防邏輯公式中將軟壓板投退狀態(tài)和GOOSE規(guī)那么項取或運算后作為新的規(guī)那么項，壓板投入，GOOSE規(guī)那么項參與運算，反之不參與。在技改工

9、程和設(shè)備定期檢修時，通過測控屏外部的壓板投退就可以方便開放必要的電氣倒閘操作。 4.2 重復倒閘操作功能 變電站內(nèi)部存在很多純機械的手動電氣設(shè)備，如一般的接地刀閘，低電壓等級的隔離刀閘等，手動設(shè)備在實際倒閘操作過程中存在的問題是，其分合操作經(jīng)常不能一次到位，操作人員可能需要屢次重復操作。這就要求站控層五防在實際操作時，如果檢測到當前操作電氣設(shè)備位置信號已經(jīng)成功返回，不能立即向測控裝置發(fā)送操作閉鎖命令，只到等到下一步操作電氣設(shè)備位置信號成功返回后，才下發(fā)閉鎖本步操作命令，按照此模式即可實現(xiàn)連續(xù)重復倒閘功能。 4.3 異常情況下緊急解鎖 變電站實際運行過程中可能出現(xiàn)的意外情況包括，站控層五防癱瘓、間隔層測控裝置硬接點故障或癱瘓等，所以所有在線式五防鎖具必須具備緊急解鎖功能，在鎖具和就地端子箱安裝解鎖裝置。 5結(jié)語 綜上所述，遵循IEC61850標準的在線式五防系統(tǒng)既繼承了傳統(tǒng)防誤閉鎖理論的優(yōu)點，