500kV变电站监控系统改造防误闭锁改造分析

韦鑫

摘要：在变电站监控系统改造过程中，防误闭锁改造一向是整个工程中的重难点问题。本文针对某500kV变电站监控系统改造工程，分析了在监控改造过程中防误闭锁逻辑改造的难点，提出了监控系统防误闭锁改造方案，论述了改造方案中的相关技术措施及预期效果。已根据相关方案完成了变电站监控系统防误闭锁逻辑改造，效果良好。

关键词：变电站；监控系统改造；防误闭锁；逻辑完善

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500kV梧州变电站是南方电网西电东送主通道上的重要站点，该站于1997年建成，梧州变电站原监控系统采用的是一种介于传统计算机监控系统和变电站自动化系统之间的监控系统，该系统分为两部分，一部分为变电站自动化系统中的远动屏、测控屏、计算机监控后台等，一部分为传统计算机监控系统的控制屏、同期屏、接口柜等。原监控系统闭锁功能通过大量的中间继电器的辅助接点串联实现，接口柜内接线十分复杂，自动化程度低，继电器经过长期运行，达到设备运行年限，近年来故障率高，闭锁中间继电器辅助接点故障情况时有发生，影响设备遥控功能，已较难寻找相关备品，导致监控系统运行存在极大隐患，对梧州变电站的安全运行造成极大影响。因此，该变电站监控系统改造项目的实施已迫在眉睫。

1原监控系统防误闭锁逻辑分析

原有的监控系统防误闭锁功能由三部分实现：微机五防闭锁、监控后台顺序控制逻辑、电气闭锁。微机“五防”是采用计算机技术，用于高压开关设备用于防止电气误操作的装置[1]，采用独立的五防装置，五防装置通过与监控系统通讯，采集相应的一次设备位置，当运行人员要对监控系统进行操作时，要先在微机五防装置完成模拟操作，模拟操作通过后发送相关允许操作命令至监控系统后台，允许进行操作。在监控系统后台也设置了相应的顺序控制逻辑，要求在满足微机五防操作条件满足并满足顺序控制逻辑的情况下，方可进行一次设备的远方操作。

而原有的电气闭锁功能是将现场断路器、隔离开关、接地刀闸等一次设备的辅助接点接入主控室各个单元接口柜的重动继电器，根据闭锁逻辑通过重动继电器的接点对操作电源回路进行串接、并接来实现的。这种电气闭锁的实现方法直观、明确，但容易出现因重动继电器故障导致逻辑条件相关的多个设备无法正常操作的情况。

监控系统在进行改造时往往是某个时段内对单个间隔进行改造，所以必然会出现两种情况：一是改造的间隔与未改造的间隔设备失去相互闭锁功能；二是破坏了原有的间隔与间隔之间的联锁回路[2]，这些情况的出现对于运行中的变电站日常操作将是非常不利的。因此监控系统改造过程中如何保持防误闭锁功能的完善是监控改造工程的重难点之一。

2监控系统防误闭锁改造方案

根据《南方电网220kV～500kV变电站计算机监控系统技术规范》五防功能要求中，变电站五防系统应由三层构成，分别是站控层五防、间隔层测控装置防误以及现场布线式电气闭锁。站控层防误应实现面向全站设备的综合操作闭锁功能；间隔层测控装置防误应实现本单元所控制设备的操作闭锁功能；现场布线式电气闭锁实现对本间隔电动操作的隔离开关和接地开关的防误操作功能[3]。根据规范要求，变电站监控系统完成改造后，由独立的微机五防系统实现站控层防误功能，新的测控装置内部闭锁逻辑实现间隔层测控装置防误功能，电气回路闭锁作为操作防误的最后一道电气防线[4]，功能由原有的接口柜串、并接方式改至现场联锁箱，在现场安装联锁箱实现各断路器、隔离开关、接地刀闸的电气闭锁功能。

2.1防误闭锁逻辑改造难点

在监控改造过程中，通常是一个间隔一个间隔停电进行改造，这就造成在改造过程中会出现防误闭锁逻辑被破坏或不完善的情况。在监控改造期间，一部分设备已改造，另一部分未改造时，旧监控系统由于无法采集到已改造设备的位置造成五防闭锁逻辑无法完善。新监控系统由于无法采集到还未改造设备的位置，存在五防闭锁逻辑缺失的问题。

图1500kV变电站主接线图

如图1所示，以500kV第三串为例，假如先改造WLB1线路，此时WLB1线路与5032间隔在检修状态，WLB2线路间隔在运行状态。此时可以将5031、50312、503127、503167、50316、5031617、50321、5032、503217的相关回路改造，由于50311、50322刀闸的静触头带电，无法操作，所以其改造风险较大。由于5033间隔及WLB2间隔的设备为带电设备，无法改造。在常规改造中，当50311这次停电时不改造，但由于503127已改造，在旧监控系统的接口柜上503127闭锁50311相关回路已拆除，所以503127闭锁50311的功能无法实现。当带电对50311改造时，也存在50311闭锁5117的功能无法实现的问题。而在新监控系统中，由于50311未接入新监控系统，所以在新监控系统中50311闭锁503127的功能也无法实现。

2.2改造期间防误闭锁逻辑完善方案

根据网内其他变电站监控改造过程的相关经验，在改造过渡期间，闭锁逻辑经常处于不完善措施，通常风险由运行人员加强掌控，而针对不能操作的部分，则采取增加临时电缆，将相关接点短接的方法。而为了保证在监控改造过程中闭锁逻辑满足要求，采取了如下措施完善监控改造过程中的防污闭锁逻辑。

1）分区域改造，保留原有位置信号

梧州站原监控系统电气闭锁是利用断路器、隔离开关、接地刀闸的辅助接点引到主控室的重动继电器，通过重动继电器接点对操作电源的串、并联接法来实现的。这种防误闭锁实现方法体现了间隔、一次设备之间的强耦合性，这与监控系统改造在单位时间内只能针对单个间隔进行改造存在矛盾，所以必然会出现2种情况：一是新改造的间隔与未改造的间隔设备失去相互闭锁功能；二是破坏了原有的间隔与间隔之间的联锁回路，这些情况的出现对于运行中的变电站日常操作将是非常不利的。在改造期间和完成改造后，应该采用怎样的闭锁方式才能保证全站的一次设备操作都在防误闭锁的监视下完成是本次监控系统改造需要解决的一个问题。因此在进行改造时，采取了如下措施：

（1）公共部分优先安装调试

优先完成母线测控屏安装调试，接至旧监控系统中母线地刀位置保留，将空余的母线地刀位置辅助接点接入新监控系统，供后续改造时闭锁逻辑使用。

（2）分区域改造

当某一线路间隔停电改造时，只改造靠线路侧的开关、刀闸、地刀的遥信、遥控回路，来电侧位置的刀闸、地刀只将遥信位置接入新监控系统，遥控功能不改造，仍在旧监控系统遥控，待下次另一线路间隔或母线间隔停电时再完成遥控功能改造。以图2为例，WLB1线路改造时，停电设备的全部位置信号均接入新测控装置，但遥控功能改造范围只包括：5031、5032开关、50312、50321、503127、503217、50316、503167、5031617等设备。50311、503117遥控功能待母线停电时再进行改造，50322、503227遥控功能待WLB2线路停电时再进行改造。

2）位置信号冗余配置

按照分区改造原则，按照计划的改造顺序在空余的屏柜位置上安装新的测控装置，相关测控装置在停电时接入所有停电设备的位置信号。例如50311刀闸虽然停电时未对控制回路改造，但仍将其辅助接点接入新的测控装置，使测控装置能采集到50311刀闸的位置信号，使50311刀闸闭锁503127地刀的逻辑完善。而为了满足旧监控系统闭锁逻辑的完善，已改造的设备，其位置继电器及其相应回路不拆除措施，使接口柜之间的电气闭锁逻辑得以继续采用。位置继电器到RTU的二次回路继续保留，使旧计算机监控后台的顺序控制逻辑也得以继续采用。为了确保以上措施可以正常实施，在改造前项目组针对全站设备的辅助接点情况进行了核查，确保设备都有空余的辅助接点可供改造使用。在实际改造实施过程中，保留原接口柜位置继电器用的刀闸、地刀、开关的辅助接点回路不改动，采用新的刀闸、地刀、开关的辅助接点接入新测控装置。

3）增加现场联锁箱

在每一串新安装一个联锁端子箱，实现现场布线式单元电气闭锁的功能。为了五防闭锁逻辑的更完善，照顾运维单位的运维习惯，现场布线式的五防闭锁面向全站设备。由于该层五防闭锁属于全新设立，故不存在新旧系统相互影响的问题。

3结语

在500kV梧州变电站监控系统改造过程中，通过采取以上相关技术措施，从技术上保证了监控系统防误闭锁逻辑的全过程完善，在一定程度上避免了恶性误操作事故的发生，安全完成了全站的监控系统改造工程，保障了全站设备的正常运行。

参考文献：

[1]张国明.电气二次防误闭锁与微机防误闭锁分析[J].数字技术与应用，2011（1）：91

[2]陆剑云，苏和，张云飞.500kV某变电站监控系统改造实例分析[J].华东电力，2014，42（12）：2655-2658

[3]Q/CSG1203029-2017.南方电网220kV~500kV变电站计算机监控系统技术规范[S]

[4]陈裔生，欧繁，蔡泽祥，华栋，高俊，陈朝恒，陈谦.500kV变电站监控系统改造防误闭锁处理分析[J].电力自动化设备，2010，30（3）：145-148