摘要：变电站系统中，五防规则能够有效杜绝工作人员操作失误引发的严重后果，保证变电站运行安全。本文从五防规则的表达形式和生成系统出发，就变电站五防规则智能验证机制进行了研究和构建，希望能够为电力系统变电站的稳定可靠运行提供一些参考。
关键词：变电站；五防规则；智能验证
前言
科学技术飞速发展背景下，电网技术不断更新，应用于变电站中的新技术越来越多，在优化变电站运行效果，实现自动化智能化运行的同时，对于变电站运维工作也提出了更加严格的要求。在变电站运行中，经常会出现因为工作人员操作失误引发的不良后果，严重时可能会引发大面积停电，甚至导致变电站设备的损坏乃至人员伤亡事故。为了尽可能保障变电站运行安全，技术人员应该在变电站中建立起完善的防误操作系统。
1.变电站五防规则表达形式
在变电站运行维护中，通常情况下都会采用正向控制规则，之所以如此，一是因为在针对变电站中的一次设备如刀闸、开关等进行操作时，一般都是存在明确条件要求的分合操作，包括地刀开关合接、临时地线挂接等，存在的典型规则要求需要从接地点开始，在所有线路延伸方向，都存在有断开的刀开关，此时，主变压器与断路器可以被判定为短路；二是对于设计单位、供电局以及生产厂商而言，正向控制规则能够为核查工作提供便利。对比闭锁规则，一旦变电站中闭锁设备的数量较多，则规则会变得相对复杂，影响核查工作的顺利开展；三是在变电站综合自动化系统实施环节，若采用闭锁规则，无论是利用脚本还是标准规则库，想要对系统进行实现，在语句程度、复杂程度等方面都会超过正向控制规则。因此，基本上所有的主流综合自动化厂商以及五防厂商都会采用正向规则，以220kV线路接线为例，对变电站五防规则中的正向控制规则进行说明[1]，如图1所示。
图1 220kV线路接线
在图1中，线路开关2201不需要设置相应的分合闸条件，控制规则简单；母线侧刀闸开关22011的控制规则为：2201分时，22012合，22012合时，母联开关和两侧刀开关合；母线所有地刀开关分，则线路开关和两侧地刀开关分，另一条母线的刀开关分，反之亦然；线路刀开关22013的合闸条件为，2201和两侧地刀开关分，220140份，分闸条件则为2201分；开关两侧接地刀开关2201B0或者2201C0不存在分闸条件，其合闸条件则是出线开关两侧的刀开关22011、2012和22013分。
2.变电站五防规则生成系统
在没有特殊要求的情况下，变电站五防规则可以由相应的专家系统实现自动生成，而在对专家系统进行开发的过程中，技术人员应该依照变电站一次设备接线路以及相应的图论知识，结合预先确定好的原则，实现五防控制规则的自动化生成。实际操作环节，地刀开关控制规则可以采用上述方法进行解决，隔离刀开关因为本身并不存在确定的控制规则，因此需要根据实际情况做好分析和研究，如果是在简单的单母线结构中，运图论知识，就可以对进线或者馈线端开关两侧的刀开关控制规则进行明确，不过如果变电站采用的是双母线等相对复杂的情况，隔离刀开关的控制规则也会变得更加繁琐，单纯依靠图论知识并不能有效解决，在这种情况下，技术人员应该构建起母线、母联开关、母线刀开关以及两侧刀开关的分析模型，以图论相关知识结合特殊规则，明确隔离刀开关的控制规则。断路器作为变电站中一个非常关键的设备，其控制规则需要参考供电可靠性要求，在不同区域可能会产生不同的规则，同样需要结合相应的一次设备模型获取。在变电站五防规则设置过程中，技术人员可以依照相应的主接线图，做好必要的分类工作，确定好每一个类型的典型规则。在利用专家系统进行变电站五防规则的自动生成时，具体思路和流程为：结合变电站主接线图，对断路器以及刀开关的控制规则进行确定，然后进行五防专家系统策略的调整，确保系统可以在参考主接线图的情况下，自动生成变电站五防规则[2]。
3.变电站五防规则智能验证系统的构建
3.1硬件架构
变电站五防规则智能验证系统的硬件架构如图2所示。
图2 变电站五防规则智能验证系统的硬件架构
结合硬件架构图，对其各部分的功能进行分析：一是运行了专家知识库智能分析和验证服务等模块的智能分析服务器。智能分析服务器在验证系统中发挥着相当重要的作用，能够完成变电站运行管理过程中所有防误规则文件、一次接线图和相关模型的收集、汇总和保存工作，同时，智能分析服务器还是智能分析模块和验证服务模块能够正常运行的基础和保障；二是验证机或者现场便携计算机。验证机能够经由服务器下载变电站图模，并将其传输到变电站系统中，实现对于防误系统规则的验证工作，也可以绘制接线图，在得到相应的图模后，将其传输到上层服务器中，以此来完成对于防误系统规则的验证及评价工作；三是工作站。其主要功能，是构建不同类型的通用性推演拓扑结构防误规则以及知识库，将构建好的内容存储到服务器中[3]。
3.2软件架构
变电站五防规则智能验证系统的软件结构主要包括了服务层、输出层、数据层以及维护工具等，这里同样对其各自的功能进行简单分析。一是语法适配器。语法适配器的作用，是针对不同生产厂商提供的五防规则具体格式进行解析，从中获取相应的五防逻辑，使得五防规则可以更好地被应用到不同变电站设备中，得到的五防逻辑能够作为防误规则智能验证和评价的主要对象，以此来判断规则的合理性和有效性；二是服务层。软件系统中，服务层的主要功能体现在三个方面，分别是防误规则智能生成服务，防误规则智能验证服务和防误规则评价服务，是系统的核心组成部分；三是输出层。输出层的功能包括了对各种内容的输出，如验证报告、评价报告以及防误规则表达式等；四是数据层。数据层可以分为两部分，其一是变电站模型，这里的变电站模型实际上基于变电站的标准电网模型，能够为变电站的运行分析等工作提供有效支撑，其二是专家知识库，其中所蕴含的知识和信息能够使得技术人员可以更好地对五防规则进行拓展，提升其适用性和可靠性；五是维护工具。在智能验证系统中，维护工具的类型是多种多样的，包括了报表制定工具、专家库建模工具和图库工具等其中，报表制定工具顾名思义，就是从用户的现实需求出发，结合相应的数据，对各类报表文件进行定制，报表的格式、版面等可以自由选择；专家库建模工具能够对专家知识库进行相应的编辑工作，如添加、删减相应的专家知识等；图库工具主要负责变电站一次接线图中图模工具的绘制、转换等工作。
3.3应用效果
在不断的发展中，越来越多的先进技术和设备在电力系统变电站运行中得到了应用，带动了变电站的自动化智能化发展。而在当前的技术条件下，针对部分变电站、应用服务器、数据服务器等在检修班机房中的实践应用情况进行分析，可以发现，变电站五防规则智能验证系统处于一种非常高效的运行状态，取得了较为理想的效果。以测量值纠错判断为例，变电站五防规则智能验证系统可以获取隔离开关和断路器的状态，也可以对相关线路的电流信息进行采集，结合电流实际测量值与回路断路器中的状态量信息对比，实现自动纠错功能，确保不同线路的实际状态能够达到一致高度，避免因为辅助触点接触不良等因素引发的线路状态误判问题。又如，一体化监控检测功能可以推动数据与图形的对应和统一，在监控软件中，集成传统五防功能，赋予系统五防操作票和逻辑闭锁功能。五防是系统中一项重要的监控功能模块，配合监控实时数据库得到的设备状态信息，能够避免通信或者数据库不一致引发的闭锁问题，促进五防系统实时性和可靠性的提高[4]。
4.结语
总而言之，经济飞速发展背景下，社会对于电能的需求不断增长，电力系统运行的稳定性和可靠性受到了社会各界的广泛关注。变电站是电力系统中一个非常重要的组成部分，其本身的运行效果会对电力系统产生直接影响，而伴随着新技术和新设备的引入，变电站运行操作变得越发复杂，工作人员一旦出现误操作，就可能引发严重后果。对此，需要技术人员做好变电站五防规则的确定和完善，预防工作人员的误操作行为，配合相应的智能验证系统，可以就变电站五防规则的有效性进行检验，在提升变电站运行安全性的同时，也能够为电力系统的稳定健康发展提供可靠保障。
参考文献：
[1]王健.基于可缩放矢量图形的变电站五防规则库生成方法[J].科技经济导刊,2018,26(14):74-75.
[2]王健.浅析变电站“五防”系统的实现方式[J].现代经济信息,2018,(03):371.
[3]肖永立,古世东,范金龙.变电站五防规则智能验证与评价技术的应用[J].电气时代,2016,(09):96-98.
[4]徐勇,王成波,梅德冬,崔巍,熊兵.基于G语言的智能变电站五防规则生成方法[J].江苏电机工程,2013,32(03):60-62,65.
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论文作者:徐刚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：变电站论文; 规则论文; 智能论文; 系统论文; 接线论文; 母线论文; 工具论文; 《电力设备》2018年第27期论文;