智能變電站二次檢修安全措施票自動生成系統

王 蘭，張 里，李紅軍，廖小君，王婷婷

（國網四川省電力公司技能培訓中心，四川 成都 610072）

目前國內學術界針對智能變電站二次安措票自動生成技術開展了大量的工程開發和理論研究。文獻[1]通過解析智能變電站配置文件獲取二次設備狀態量信息，通過對站控層MMS 報文進行監視，可視化監測二次安措票精準執行，提高了智能變電站二次安措票執行的效率和正確性。文獻[2]利用智能變電站模型文件，建立二次設備的拓撲關聯模型，提出了基于馬爾科夫狀態矩陣的智能變電站安全措施校核方法，提高了二次安措票正確率。文獻[3]采用知識圖譜的方法，建立二次設備間的鏈路關系，并基于智能變電站搜索功能，形成二次檢修安措票自動生成技術。文獻[4]提出了劃分檢修安全邊界，構建設備關聯庫，并結合SCD 文件模型，建立了“一鍵式”二次安措自動生成系統。

本文首先分析了國家電網有限公司關于智能變電站二次安措的相關文件指示精神，并收集現場繼電保護檢修人員擬定好的智能變電站二次檢修安措票，并將二次設備以及光纖信號等名稱進行標注，形成規則庫；其次選用DOM 方法或者TinyXML 工具解析智能變電站SCD配置文件，挖掘其二次設備間虛回路連接關系，形成配置數據庫；最后結合現場一次設備狀態將規則庫和配置庫進行數據交互，自動生成智能變電站二次安措票。

1 智能變電站二次安全措施規則庫建立

目前，智能變電站二次安全措施主要包括斷開發送和接收GOOSE報文軟壓板，SV報文接收軟壓板，投出口硬壓板，投“置檢修”硬壓板，拉裝置電源空開，拔光纖等。二次安全措施其主要目的是采取措施隔離待檢修設備、與運行設備間的數據和信號交互。建立智能變電站二次安措規則庫，首先應根據國家電網有限公司頒發的智能變電站二次安措相關文件精神，同時收集各地市公司繼電保護專家擬定的正確二次安措票，形成二次安措票專家知識庫；其次根據不同的檢修工作任務（年檢調試、消缺等），以實際運行的標準化110 kV智能變電站為例，分別對應的線路保護裝置、元件保護裝置（包含主變保護裝置、電容器保護裝置、備自投保護裝置）以及與上述裝置對應的合并單元和智能終端等進行調試和消缺，如圖1所示。梳理多工作場景二次安措票并錄入數據庫，按照GOOSE鏈路安全措施、SV鏈路安全措施、拉裝置電源空開、退出口硬壓板、退功能壓板、置檢修壓板、拔光纖這樣的先后順序錄入110 kV智能變電站二次安措票；在此過程中，將二次安措票中每一條安全措施中的智能變電站二次IED設備名稱進行重點標注，從而形成二次安措票規則庫。

圖1 110 kV智能變電站二次檢修工作場景分類

2 解析SCD文件，形成配置數據庫

智能變電站SCD 配置文件是根據IEC 61850 模型進行相關架構產生的，其解析后的內容主要包含以下部分：變電站文件、變電站相關描述、通信網絡地址、二次IED 設備和模型模板。主要顯示內容為通信網絡部分和IED設備部分，如圖2所示。

圖2 SCD解析系統流程

通過讀取智能變電站SCD配置文件能夠獲取所有二次保護裝置的功能軟壓板狀態，檢修壓板狀態，GOOSE 發送接收軟壓板狀態，SV 接收壓板狀態，以及上述軟壓板所關聯的二次IED 設備虛端子連接關系。為了盡量減少對系統的現場配置從而大幅降低出錯概率，通過軟件系統自動讀取智能變電站SCD 配置文件。采用DOM 方法或者TinyXML 解析滿足國網規范的110 kV 智能變電站SCD 配置文件，同時能夠解析主流繼電保護設備廠家的ICD 模型文件，獲得二次IED 設備間的信號數據傳輸關系。采用人工查看的方式獲取保護裝置屏柜內的裝置運行狀態信息、光纖信號信息、回路虛端子中SV 和GOOSE報文信息、硬壓板信息和空開狀態信息等反映現場保護裝置實際運行狀態特征，形成配置數據庫。

3 規則庫與配置庫數據接口，自動生成二次安措票

智能變電站二次安全措施其主要目的是采取措施隔離待檢修設備、與運行設備間的數據和信號交互。因此，首先在待檢修的二次設備上掛“檢修牌”，確定待檢修的二次設備；其次，通過解析智能變電站SCD配置文件，查看虛端子信號傳輸關聯關系，分析待檢修設備與關聯運行設備之間的過程層數據鏈路關聯關系，若鏈路兩側的二次IED 設備均為檢修設備，此時不會影響電力系統正常運行，不需做相關安全隔離措施；若鏈路兩端二次IED 設備一側檢修另一側運行，此鏈路須做相關二次安全措施，通過查看SV 鏈路和GOOSE鏈路分析需要采取哪些隔離的過程層鏈路的措施，從而生成智能變電站二次安措信號鏈路表。

根據壓板的投退狀態可以將保護裝置分為設備運行、準確監視、準確退出、準確檢修等狀態；將合并單元裝置和智能終端裝置分為運行/檢修狀態。系統讀取的各類壓板的投退狀態、虛端子連接關系，光纖狀態，根據以下規則自動判定二次設備所屬狀態。系統在裝置圖元醒目的位置用不同的顏色顯示該間隔所處狀態。

根據二次IED 設備信息的自動配對規則，構建待檢修二次設備狀態與關聯運行二次設備的狀態矩陣，通過該矩陣能夠正確反映當前IED 設備所處狀態以及與其他IED 設備間的關聯關系；根據實際工作給定的檢修任務確定待檢修二次IED 設備，檢修二次IED 設備按照采樣—保護邏輯判斷—出口的順序，對相對應的二次設備合并單元—保護裝置—智能終端等進行排序，并對檢修過程中所需要采取措施的二次IED 設備對象進行梳理編號。從規則庫中制作二次安措票母版，并依次按照GOOSE 鏈路安全措施、SV鏈路安全措施、退相關功能軟壓板、退出口硬壓板、投入置檢修壓板、拉裝置電源空開、拔光纖順序輸出二次安全措施，并將二次安措票中二次IED 設備打上標簽；二次安措規則庫和解析SCD后形成的智能變電站二次設備配置庫進行數據交互，提取當前變電站的待檢修二次IED 設備名稱和關聯運行設備名稱，并按照SV 鏈路、GOOSE 鏈路信號的關聯關系，自動對二次安措票母版中的二次設備標簽按照規定的二次安全措施先后順序依次進行替換；最后根據預先設定的二次安措格式，自動生成二次安措票內容，并對二次安措票的優先級進行排序。

對生成的智能變電站二次安措票，該系統支持按站、按間隔、按設備層次等方式進行高效管理、控制、存儲；系統應具有用戶權限，并根據權限操作相對應的內容；同時測試針對具體安全措施，用戶能夠對輸出的二次安措票內容進行編輯修改工作，讓生成二次安措票更加嚴謹、正確。最終將此系統安裝在Windows 操作系統上進行樣機加工，樣機輸出的二次安措票可以連接打印機打印。以某110 kV智能變電站母聯112開關年檢及更換合并單元為例，該系統生成的二次安措票如表1所示。

表1 系統生成的智能變電站二次安措票

4 現場應用情況

智能變電站二次安措票自動生成系統大大提高了二次安措票的準確度，解決了傳統人工開票導致二次安措票容易出錯的問題。減少了由于繼保檢修人員技能業務水平對智能變電站二次安措票正確性的影響。該系統于2020年11月在國網阿壩供電公司110 kV 友誼變電站現場使用后，提高了繼保檢修人員編寫智能變電站二次安措票的效率和正確性，該系統使用后沒有發生由于二次安措誤操作導致相關停電事故，保障了電力系統的安全穩定運行，具有重要的社會意義和工程意義。

5 結束語

智能變電站二次安措票自動生成系統通過國家電網有限公司相關文件精神和現場專家編寫二次安措票，構成二次安措規則庫；通過解析SCD文件和現場工作任務，確定待檢修設備和關聯運行設備，并找到其鏈路關系，形成智能變電站配置庫；最后通過規則庫和配置庫進行數據交換，按照相關順序自動生成二次安措票，并進行核對。該系統的使用能夠大大提高智能變電站二次安措的正確率，降低人為因素的影響，保障電網的安全穩定運行。