智能变电站软压板链路可视化技术研发与应用

万轶伦 王存伍 李兆伟 孔晓文

（国网阿勒泰供电公司，新疆乌鲁木齐 836599）

为保障电网安全、稳定、经济运行，在变电站建设投运后，将面临定期检修、消缺、技改等工作。作为检修运维工作中的重要一环，二次安全措施一般可采用投入检修压板，退出装置软压板、出口硬压板以及断开装置间的连接光纤等方式，实现检修装置与运行装置的安全隔离[1]。

与常规继电保护装置相比，智能站继电保护装置除了保留有以往的功能软压板外还增加了SV及GOOSE软压板，智能站软压板数量成倍增加。以国网阿勒泰供电公司一座两主变220kV变电站为例，见图1，智能变电站软压板的数量比常规变电站软压板的数量要多出8～9倍。软压板数量的增多，一方面增加了运行人员日常巡视的工作量；另一方面也增加了软压板“误整定”的风险。

图1 原站端监控系统中的软压板视图

目前，公司系统内对软压板的检查方法主要是通过后台监控系统压板状态及装置内部软压板状态双重核对，此方法虽然能够保证软压板投退的正确性，但是核对工作量大、耗时长、不直观、且受人员技能水平限制等因素影响。同样以一座220kV智能变电站为例，软压板数量范围在180～230个之间，人工对全站软压板进行核查需花费2h～3h，同时按照目前方法对软压板进行核对容易造成漏项、误判断等问题。针对以上问题，运检人员迫切希望能通过先进的技术手段改变现状，寻找出一种既能减轻现场人员工作量又能提升压板状态判断正确性的方法来完成智能站软压板的日常核对工作。《国家电网公司继电保护技术发展纲要》也已将“一键式”安措技术研究作为一个重点研究方向，希望实现安全措施的自动生成、自动执行和实时校核。为了更为直观地显示压板状态信息，需要研究软压板链路可视化技术。

智能变电站软压板链路可视化技术以后台监控系统为依托，实现对站内二次设备软压板链路关系的直观查看、投退状态的自动核对及错误告警功能，帮助现场作业人员全面掌握压板投退情况，同时实现二次现场作业风险管控从被动监督向主动防御的转变，杜绝了因软压板投退错误造成的保护装置拒动、误动事件的发生，大幅提升了人员工作效率，降低了检修作业风险。

1.设计功能

在原有站端监控系统的基础上通过预设结构化的软压板链路并结合设备台帐信息实现“一键生成”以间隔为单位的变电站功能软压板链路可视化链路图（见图2），将保护装置与智能终端、合并单元GOOSE、SV软压板以链路图形式直观展示，并根据软压板的功能标注不同颜色方便人员分析判断。同时根据断路器、隔离开关、接地刀闸等一次设备开关量信息，自动识别间隔设备运行状态（运行、热备、冷备、检修状态），按一次设备实际状态所对应的软压板投退标准，实现“一键核对”当前软压板投退正确性。根据核对结果及时发出异常报文和异常音响信号，降低人员误判、漏判风险。在提升工作效率的同时，通过让设备“会说话”，使现场作业风险管控由被动监督向主动防御转变。

图2 “一键生成”后的软压板可视化链路图

2.关键技术

2.1 虚拟链路与软压板的对应原则

为了更直观地显示压板状态信息，需要研究软压板链路可视化的呈现方法。由于虚拟链路与软压板的对应关系需要人工配置，工作量较大，而且容易出错，因此，实现链路可视化的首要问题就是自动确定虚拟链路与软压板的对应关系。

国家电网公司企业标准《线路保护及辅助装置标准化设计规范》[2]以及《变压器、高压并联电抗器和母线保护及辅助装置标准化设计规范》[3]的附录中，定义了不同电压等级下各种IED的SV输入虚端子表，这些虚端子表可作为软压板和虚拟链路的对应准则。

（1）SV链路与软压板对应原则。一个SV链路需要对应一个SV接受软压板，虚端子表描述了SV输入虚端子信号名称和软压板对应关系。根据这些对应关系，可以通过SV输出链路的信号名称，找到对应的虚端子表并确定软压板名称，然后在数据集中找到对应的软压板，个别无法找到的，可设置为自定义软压板。

（2）GOOSE输出/接收链路与软压板对应原则。在发送设备的描述中当含有“智能终端”“合并单元”中的任一关键字时，不设置GOOSE发送/接收软压板，对于其他链路，按照标准中的虚端子表信息进行软压板设置。以220kV变压器保护装置为例，其部分GOOSE输入虚端子表见表1。

表1 GOOSE输入虚端子表示意

参照虚端子表，建立关键字匹配模板，以表1为例，建立模板见表2。

表2 GOOSE虚端子与软压板关键词示意

匹配时，首先根据信号名称关键词寻找对应的信号，然后按照软压板关键词寻找对应的软压板，若信号与软压板都能找到，则该软压板即为该GOOSE输入信号的接收软压板。对于母线保护和变压器保护设备，当信号描述包含“失灵”关键字时，若通过关键词匹配方式没有找到对应的软压板，则应该添加一个自定义GOOSE接收软压板。

2.2 软压板位置校核技术

程序内设软压板状态一键核对功能见图3，在巡视过程中使用后台监控系统根据一次设备运行状态所对应的压板投退标准，利用计算机自动比对功能核对软压板状态信息；软压板状态信息核对完毕后，监控系统及时将比对结果反馈告知现场人员，对错误信息同步发出音响信号。

图3 系统原理图

智能变电站功能软压板链路可视化技术的应用使运维人员能够直观查看压板信息、实现“一键核查”压板状态、智能诊断和告警，全面监控其变电站内压板投退运行工况[4]。

针对检修安措布置，程序根据预设模块化检修状态选项，以操作提示形式实现二次安措一键布置，并可对布置后安措进行在线校验，保障检修设备软压板安措执行无误，停电设备安措恢复后，运行人员根据当天的工作内容，执行一键核对确保软压板恢复正确，实现检修作业现场二次安全从被动监督向主动防御的转变，有效杜绝因压板误置导致的保护装置误动、拒动事故。

3.结论

智能变电站软压板链路可视化技术集成于站端后台监控系统，采用模块化链路设计，使其不受变电站地理位置、电压等级等因素限制具有普遍适用性，便于推广应用。通过该技术的应用大幅提升了现场巡视的效率与质量，提升了现场作业时的本质安全，提升了二次软压板管理水平，具有较为广阔的应用前景。