變電站一鍵順控改造技術(shù)的研究與應(yīng)用

胡 楊

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州市余杭區(qū)供電公司，浙江 杭州 311100）

一鍵順控是指用電網(wǎng)調(diào)控主站端應(yīng)用自動控制、狀態(tài)自動識別和智能判斷技術(shù)，一鍵順控系統(tǒng)引入視頻聯(lián)動系統(tǒng)，實現(xiàn)斷路器和隔離開關(guān)的視頻聯(lián)動控制，將傳統(tǒng)人工倒閘操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮髌弊詣由伞⒉僮鞑襟E一鍵啟動、防誤主站系統(tǒng)校核、設(shè)備狀態(tài)自動判別、操作過程順序執(zhí)行的自動模式。在操作過程中，系統(tǒng)按設(shè)備倒閘操作規(guī)則自動生成順控操作票，能夠高效準(zhǔn)確地實現(xiàn)變電站電氣設(shè)備的分合閘操作，極大地提高倒閘操作的效率和安全，減少電氣作業(yè)事故的發(fā)生，這是變電站倒閘操作的一種全新模式[1-3]。

現(xiàn)階段智能變電站在投產(chǎn)時已同步配備一鍵順控操作系統(tǒng)，但還存在大量常規(guī)變電站須進(jìn)行一鍵順控改造，本文以浙江110 kV 某變電站為例，探討一鍵順控改造方案和驗收方案，為今后變電站順控改造、建設(shè)的優(yōu)化提供方法和思路。

1 變電站一鍵順控改造方案

1.1 改造目標(biāo)

110 kV 某變?yōu)閼魞?nèi)GIS 智能變電站，110 kV 部分均為GIS 結(jié)構(gòu)，采用內(nèi)橋接線方式，10 kV 采用單母四分段接線。50 MV·A 主變壓器2 臺，110 kV出線2 回，10 kV 出線36 回。一鍵順控改造工作結(jié)合站內(nèi)停電工作進(jìn)行，涉及110 kV 母線及出線，共有14 只隔離開關(guān)列入狀態(tài)“雙確認(rèn)”改造項目。

1.2 改造內(nèi)容

1.2.1 實現(xiàn)監(jiān)控主機一鍵順控

110 kV 某變電站為戶內(nèi)GIS 智能變電站，投產(chǎn)時已具備程序化操作功能，為滿足一鍵順控實施要求，須對變電站監(jiān)控系統(tǒng)開展一鍵順控功能升級改造。

1.2.2 實現(xiàn)防誤“雙校核”

110 kV 某變電站投產(chǎn)時，配置內(nèi)嵌在監(jiān)控主機的“五防”系統(tǒng)，不滿足監(jiān)控主機內(nèi)置防誤邏輯與智能防誤主機防誤邏輯雙校核要求，須新上獨立智能“五防”主機。

1.2.3 實現(xiàn)隔離開關(guān)雙確認(rèn)功能

對在運變電站加裝一鍵順控時，原則上應(yīng)盡量減少對現(xiàn)有機構(gòu)和連桿進(jìn)行改動。本次一鍵順控改造中，隔離開關(guān)位置均通過視頻圖像識別實現(xiàn)雙確認(rèn)功能，監(jiān)控視頻安裝在各間隔開關(guān)、隔離開關(guān)機械指示位置的周邊，如智能組件柜、光纜轉(zhuǎn)接箱、電流采集箱等位置，實時傳送隔離開關(guān)機械位置圖片，利用圖像識別技術(shù)實現(xiàn)一次設(shè)備位置的判別。

2 改造方式與技術(shù)路線

2.1 一鍵順控視頻雙確認(rèn)系統(tǒng)架構(gòu)

變電站一鍵順控視頻雙確認(rèn)機制主要由攝像機、硬盤錄像機、站端視頻主機、智能分析主機等組成。站端視頻主機部署視頻瀏覽、操作聯(lián)動、錄像等模塊，智能分析主機提供隔離開關(guān)分合閘智能分析算法。攝像機采集隔離開關(guān)位置信息后，上送至智能分析主機，分析主機將視頻采集信息分析后輸出數(shù)字信號，通過反向隔離與后臺主機通信，為一鍵順控隔離開關(guān)位置確認(rèn)提供判據(jù)。后臺機完成一鍵順控操作后，將操作信息通過正向隔離裝置發(fā)送至分析主機，實現(xiàn)操作設(shè)備視頻畫面聯(lián)動。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 一鍵順控視頻雙確認(rèn)系統(tǒng)架構(gòu)

2.1.1 開關(guān)雙確認(rèn)技術(shù)

變電站開關(guān)位置雙確認(rèn)技術(shù)方案采用“遙信位置 + 遙測數(shù)據(jù)”判據(jù)。遙信位置為主判據(jù)：采用開關(guān)的合位、分位雙位置輔助接點。遙測數(shù)據(jù)為輔助判據(jù)：采用三相電流遙測量，電流取自本間隔TA；采用三相電壓遙測量，電壓取自本間隔線路TV。

2.1.2 視頻聯(lián)動雙確認(rèn)

變電站110 kV 母線及出線間隔隔離開關(guān)雙確認(rèn)的實現(xiàn)方式是采用視頻聯(lián)動雙確認(rèn)。視頻圖像識別實現(xiàn)雙確認(rèn)功能，監(jiān)控視頻安裝在各間隔開關(guān)、隔離開關(guān)機械指示位置的周邊，如智能組件柜、光纜轉(zhuǎn)接箱、電流采集箱等位置，實時采集一次設(shè)備機械位置圖片，利用圖像識別技術(shù)實現(xiàn)一次設(shè)備位置的判別，同時兼顧設(shè)備監(jiān)視及設(shè)備巡視[4]。

視頻攝像機類型有3 種，分別是固定槍機、T型云臺和微型攝像機。其中T 型云臺可以通過攝像頭的遠(yuǎn)程遙控移動，監(jiān)控多個設(shè)備。視頻監(jiān)控攝像頭網(wǎng)線接到主控室的視頻交換機，把監(jiān)控圖片傳送到巡視主機進(jìn)行圖像識別。

2.2 隔離開關(guān)位置監(jiān)控視頻的安裝

隔離開關(guān)位置雙確認(rèn)須監(jiān)控的主要設(shè)備分布在110 kV 場地設(shè)備區(qū)域。110 kV 場地設(shè)備區(qū)域15 個監(jiān)控點，實現(xiàn)對站內(nèi)設(shè)備隔離開關(guān)和接地隔離開關(guān)機械位置的監(jiān)控。每個監(jiān)控點對應(yīng)具體的視頻攝像頭的布置如表1 所示。進(jìn)線一、進(jìn)線二、110 kV 母分間隔GIS 筒體左側(cè)各設(shè)置1 個云臺監(jiān)控點。

表1 視頻攝像頭布置

3 一鍵順控驗收方案

一鍵順控驗收監(jiān)控攝像頭安裝情況，應(yīng)滿足防水、防潮要求，云臺移動可靠、性能穩(wěn)定、信號傳輸穩(wěn)定，能夠承受正常操作產(chǎn)生的振動要求，且監(jiān)控攝像頭的安裝和使用全過程不會對一次設(shè)備產(chǎn)生影響，先通過操作隔離開關(guān)變位，驗收巡視主機的隔離開關(guān)機械位置圖像；然后執(zhí)行該間隔一鍵順控操作任務(wù)，驗收巡視主機的圖像識別能力，核對監(jiān)控后臺、智能“五防”機點位。

3.1 視頻攝像頭驗收

對視頻攝像頭采集圖像的清晰度、信號穩(wěn)定性、攝像頭轉(zhuǎn)動靈活度進(jìn)行驗收。驗收攝像頭采集視頻和視頻聯(lián)動的能力。

3.2 云臺控制驗收

對云臺的上、下、左、右等方向控制，對鏡頭的變倍、調(diào)焦、光圈控制功能進(jìn)行驗收，應(yīng)滿足支持預(yù)置位的設(shè)置、調(diào)用、刪除和修改。

3.3 視頻識別隔離開關(guān)位置驗收

驗收智能分析裝置對隔離開關(guān)位置信息圖像分析的準(zhǔn)確性。圖像識別結(jié)果應(yīng)包括分閘位置、合閘位置、分合閘異常及分析失敗等，分合閘異常故障漏報率< 0.1%。

3.4 監(jiān)控系統(tǒng)防誤邏輯驗收

監(jiān)控系統(tǒng)防誤邏輯驗收時，先解除與智能防誤主機的防誤校驗，按經(jīng)過審核通過的防誤邏輯表在監(jiān)控主機上進(jìn)行模擬操作，驗證監(jiān)控系統(tǒng)防誤邏輯正確性、完整性。包括驗證全站與測控裝置聯(lián)閉鎖一致性（站控層）、測控裝置聯(lián)閉鎖正確性（間隔層）[5]。

3.5 智能防誤主機防誤邏輯驗收

智能防誤主機邏輯驗收，通過模擬開票操作是否通過，驗證智能防誤主機內(nèi)置邏輯的正確性、完整性。

3.6 一鍵順控功能驗收

一鍵順控功能驗收主要包括操作票庫驗收、操作任務(wù)驗收、模擬預(yù)演驗收、指令執(zhí)行驗收、監(jiān)控主機與智能防誤主機信息交互功能驗收、操作記錄驗收、性能驗收、安全性驗收、穩(wěn)定性驗收等。

4 結(jié)束語

一鍵順控作為變電運維“兩個替代”中的重要一環(huán)，具有變電設(shè)備操作方式歷史變革性意義。通過設(shè)備改造升級，將大量煩瑣的人工倒閘操作步驟固化到專用計算機上，自動、精準(zhǔn)地完成倒閘操作，并同步完成位置校驗，確保操作到位，減少電氣作業(yè)事故的發(fā)生。