电气自动化系统解决方案

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1、电气自动化解决方案电气自动化解决方案智能变电站防误解决方案智能变电站防误解决方案智能变电站分为站控层、间隔层和过程层三层架构，它基于 IEC61850 标准，以一次设备智能化、二次设备网络化、信息共享标准化为特点，综合高级 应用功能，逐渐在电力系统得到推广和应用。目前，部分智能变电站仍沿用了传 统变电站的防误闭锁方案，在防误闭锁全面性和强制性方面存在不完善之处。本 方案在三层构架上为智能变电站提供完整的防误闭锁解决方案， 完成变电站内各 种操作的防误闭锁，实现智能变电站自动化系统变电站自动化系统防误闭锁的强制性和全面性要求。系统结构 系统整体结构划分为三层： 站控层由防误主机和电脑钥匙组成，实

2、现站控层全站性防误； 间隔层由基于 IEC61850 标准设计的智能防误装置组成，能够对防误主机和 监控系统提供设备操作的所有防误功能，包括程序化操作的防误功能，并预留集 控防误和防误延伸产品接口。 过程层由基于 GOOSE 通信的智能闭锁单元和传统锁具来实现过程层 防误，能够满足远方操作和就地操作的所有防误要求。系统功能 全面性的智能变电站防误闭锁 防误系统按 IEC61850 标准体系进行构建，在站控层、间隔层和过程层均具 有完善的防误技术措施，使防误操作能够全面覆盖到变电站运行、操作、检修等 各种操作方式下任一地点、任一设备的设备操作。 系统还兼容配套防误产品， 例如地线管理器、 无线地

3、线、 高压带电显示闭锁装置、 钥匙管理机等。另外，智能变电站防误系统还可以接入到集控站，实现智能变电 站微机保护微机保护的集控防误。 强制性的智能变电站防误闭锁 为防止过程层网络 GOOSE 报文错误或监控系统未经防误系统解锁直接操 作智能电动开关设备而可能导致的误操作， 在过程层上设置支持 GOOSE 服务的智 能闭锁单元，实现防误闭锁的强制性要求。智能闭锁单元通过将常开接点串接于 一次设备遥控跳合闸回路来实现强制闭锁， 该单元只有在接收到智能防误装置的 允许解锁 GOOSE 消息，才驱动常开接点闭合，解锁相关设备。智能闭锁单元也支 持就地操作时使用电脑钥匙对其进行解闭锁操作。 另外对电动设

4、备的就地操作机构、汇控柜以及临时接地线、网（柜）门等不能进 行电动操作的设备，加装机械和电气锁具，通过电脑钥匙对其进行解闭锁操作。 支持程序化操作的防误闭锁功能 对于变电站内程序化操作或远方调控中心程序化操作， 本系统都能够实现 防误判断和强制闭锁， 能够使程序化操作在安全、 可靠的基础上高效执行。 同时， 系统对整个操作过程进行实时监控，如果操作过程中出现事故或异常，操作自动 停止，由运行人员干预处理。 防误系统和其它系统之间信息共享和交互 防误装置和其它自动化系统或设备之间采用 IEC61850 标准进行信息交互，间隔层智能微机五防防误装置微机五防防误装置从监控系统获得全站 SCD 文件，

5、 通过 MMS 服务直接 从测控装置或监控主机获取五防逻辑需要的实遥信、 遥测数据， 并通过 IEC61850 标准和站控层防误主机及过程层智能闭锁单元共享相关信息；另外，间隔层智能 防误装置通过 MMS 服务为监控系统提供网门、 地线等手动设备的虚遥信信息及设 备的解闭锁信息。 常规防误功能 能对断路器、 隔离开关、 接地刀闸、 临时接地线、 网门等各种设备实现强制闭锁， 不仅能满足基本的“五防”闭锁功能，还可以实现旁路母线充电，代路操作，倒 母线操作，线路侧验电等复杂的闭锁功能。方案特点 站控层、间隔层、过程层都具有完善的防误功能，能在其它层部件退出情况 下独立实现本层的防误闭锁。可将遥信

6、、遥测量作为五防逻辑判断条件。具有 61850 标准的 MMS 协议通信；能不依赖监控后台直接从测控装置获取相关遥信数据；具有 61850 标准的 goose 协议通信；具有 61850 标准的 SNTP 时钟同步。完善的日志功能，能够记录每一次操作的解闭锁信息，方便用户追忆查询；支持 GPS 软硬件对时，实现厂站防误装置的时钟同步；调控一体化防误解决方案调控一体化防误解决方案 随着自动化技术的发展，电力系统的运行方式也发生了变化，如国网公司正 在推行的“大运行”“大检修”模式，南网也在推行“大集控”模式，其本质就 是“调控一体化”。新模式所带来的倒闸操作方式发生了新的变化，研究适应 这种变化

7、下的防误问题， 并提出针对性的防误技术措施， 将会有效防控安全风险， 确保国网“三集五大”体系和南网“大集控”管理模式的安全平稳实施， 具有非 常重要的现实意义。 在新模式下，调控合一的操作内容主要是断路器，发电机保护发电机保护的单一操作，其余 倒闸操作任务是由现场运维人员或检修人员进行， 因此必须面对调度遥控和现场 运维或检修人员两种方式并存操作的防误技术问题。 目前受控站的防误系统已无 法满足“大运行”、“大检修”要求，存在调控中心信息不全、站间防误闭锁缺 乏技术措施、遥控操作防误功能不完善、运维人员防误技术措施缺失等问题。 本方案按照客户端/服务器结构的方式考虑，采用调控中心、运维所和受

8、控站的 三层防误闭锁构架，将各站的信息统一管理并实现了网络化的防误，从设备操作 过程全程防误的角度出发， 解决了调控中心层、 运维所层、 受控站层的防误闭锁。 本方案的网络化防误完全适应“调控一体化”运行模式的特点， 实现了防误闭锁的全面性和强制性。系统结构系统按照客户端/服务器结构的方式考虑，采用调控中心、运维所和受控站 的三层防误闭锁构架。 调控中心配备 2 台专用服务器（互为备用），放置在电业局（公司）的标准 化计算机机房，并采用集中组屏模式，包含机架式液晶、KVM、防火墙、交换机 等设备。 根据调控中心的办公席位和运维所现场实际情况，配置防误工作站（计算 机），在运维所增加防误适配器和

9、电脑钥匙。 受控站在保留原先防误系统和锁具的基础上，增设地线管理装置、遥控闭锁 装置、验电防误一体化锁具，以及微功耗无线实时网络，实现不同层次的集控防 误功能。系统功能 数据集中管理 防误服务器对所有数据进行集中管理、统计、查询，为所有受控站提供五防功能 服务。可实现集中控制、统一管理、统一维护、统一检修。 多层次的全面防误闭锁 从设备操作全程防误的角度出发，实现了调控层、站控层、间隔层、过程层的防 误闭锁。 遥控操作强制闭锁 调控中心、 受控站水电站监控系统水电站监控系统的遥控操作不仅具有通信软闭锁， 还具有遥控 控制回路硬结点闭锁功能，硬结点闭锁功能杜绝了软硬件故障和各种干扰发生 时，出现

10、在后台或调度无任何操作指令情况下，设备误动造成的严重后果。 实时监控倒闸操作全过程 整个操作过程自动根据模拟操作票的顺序进行， 防误系统通过无线电脑钥匙控制 现场锁具的解/闭锁，被操作设备的状态和锁具状态经采集后，通过无线网络反 馈给受控站防误系统，再上送给调控中心，实现集控站微机防误系统实时监测倒 闸操作全过程。 操作权管理 对于任何设备，在任意时刻，确保只有唯一的人员可以取得该设备操作权。 网络拓扑防误功能 基于系统拓扑的五防逻辑判断不仅可以实现开关、 刀闸和接地刀闸操作的基本五 防外，还支持一些特殊的防误逻辑，如甩负荷，合环/解环，倒母，旁代等复杂 操作方式的判断，使防误功能更加全面。

11、站间联络线闭锁功能 可实现完善的站与站之间联络线上设备的闭锁， 防止两个有联络设备的站之间操 作时， 出现本侧有负荷对侧挂接接地线/合接地刀、本侧有接地线/地刀对侧合刀 闸等恶性事故的发生。 接地线状态实时采集 借助于受控站的无线网络，可实现接地线挂接、拆除状态的实时采集。 遥视联动 调控中心防误系统增加与视频系统的联动功能后,不仅可以对受控站设备进行逐 项巡视，模拟前验证设备状态，操作过程中自动跟踪并查看设备是否操作到位。 不同厂家防误系统互连 国内主流五防厂家的防误系统可以实现互连互通。方案特点 经济型 调控中心的防误服务器，以及调控中心与各级防误层通信网络建成后，满足要求的受控站可按区域

12、依次接入，性价比高。 实用性 系统增加了一个用于完成防误功能的核心设备防误服务器， 该服务器集中管理 所有站的数据,为所有站提供五防功能服务。可实现各站状态同步、遥控操作闭 锁、站间闭锁、唯一操作权、数据唯一性等功能。 安全性 防误服务器本身融合了权限管理、 唯一操作权管理、 模拟预演、 实时逻辑判断、 闭锁元件五个方面，完整地实现了对设备操作的防误功能。 可靠性 具备双机互备冗余功能，当其中一台主机故障时，备份主机自动切换，保证操作 正常进行，提高了系统的可靠性。 易维护性 系统调试、维护、升级方便，数据维护既可在调控中心进行，又可在五防工作站 或受控站进行，维护完成后数据自动同步。系统可以

13、灵活配置，整个系统可以规 划为一级、二级、三级、四级结构等。常规变电站防误解决方案常规变电站防误解决方案 本方案提供了一种实时化的、全面的变电站微机防误解决方案，引入了 UT Net 微功耗无线网络、地线实时检测跟踪、强制验电闭锁、压板状态采集与防 误等先进技术，可实现倒闸操作全过程实时监控、防误逻辑实时判断、设备状态 实时对位、就地/远方操作强制闭锁、双网络多模式操作等。系统解决了离线式 防误系统的操作信息交互脱节、闭锁手段不完善、操作实时性无法保证等问题，是全面保证操作安全性、正确性、可靠性、实时性的技术手段。系统结构系 统从结构上分为站控层、间隔层、过程层三层：站控层由防误主机构成，完成

14、操作票的模拟、防误逻辑的判断、实时状态的 采集等功能，可选用计算机或模拟屏。 间隔层由地线管理器、遥控闭锁控制器、网络控制器、无线路由器及无线电 脑钥匙组成。完成对临时接地线、遥控闭锁继电器的解闭锁控制，及无线网络的 通讯、解闭锁控制等功能。 过程层由地线检测机构、无线地线、遥控闭锁继电器、高压带电闭锁装置及 其他锁具附件组成，完成对临时接地线的闭锁、无线地线的状态实时采集、电动 设备的强制闭锁、接地操作的强制验电及一次设备的就地操作强制闭锁。 系统使用性能可靠的无线网络通信，通过无线网络主站、无线基站、无线电脑钥 匙，在变电站内搭建了一个实时在线网络防误系统。系统功能 强制性防误闭锁 针对不

15、同设备（断路器、隔离开关、接地刀闸、网柜门、二次压板、临时接地线 等）和不同操作方式（远方操作、就地操作、接地操作、验电操作等），采用不 同的闭锁手段进行强制性防误闭锁。防误逻辑实时判断 在操作任务进行时，防误主机可根据设备位置状态的变化，实时对当前操作进行 防误逻辑判断，确定操作是否继续或中止，利用无线网络实时控制电脑钥匙的操作。操作过程实时监控 被操作设备的状态和锁具状态经采集后，通过无线网络反馈给防误主机，并实时 显示在防误主机的操作界面上。 在检测到当前操作的设备状态正确变位后才开放 下一步的操作，有效防止操作中走“空程序”等问题。设备状态实时对位 电脑钥匙可将现场设备状态位置（包括网

16、/柜门、临时接地线）通过 UT-NET 无线 网络准确定时的上传给防误主机， 实现自动实时保证防误主机显示的设备状态与 现场的设备状态一致。无需人工设置设备状态。地线实时状态检测及防误 防误主机与地线管理系统连接，实现接地线状态实时跟踪，从技术措施上解决了 临时接地线容易出现的错挂、错拆、漏挂、漏拆等问题，地线实时状态参与五防 判断，达到地线操作实时防误的功能。强制验电闭锁 方案中的高压带电显示闭锁装置具有无源带电显示、电脑钥匙闭锁接口等功能， 可实施强制验电闭锁，以防止带电挂接地线等误操作。压板状态采集与防误 防误主机可采集二次硬压板的实时投退状态，将二次压板的操作加入操作票，防 止漏投、漏退、误投、误退的误操作发生。与视频系统接口 系统可与视频系统软件接口， 实现模拟操作、 倒闸操作、 告警时的视频联动功能。配网综合防误解决方案配网综合防误解决方案 因为配网地域性分布的原因，配网中众多现场作业工作是集中管理的，例如 巡检、操作、应急抢修、设备台帐管理等。涉及到的部门、人员也比较多，部