（广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞市523000）
摘要：本文提出一种应用常规远动机虚装置的逻辑计算功能，是一种通过对相关信号的逻辑计算组成变电站事件智能告警信号的方法，方法包括一个基于远动机虚拟装置的开关变位信息的虚拟遥信表、智能告警逻辑关系库、信号逻辑计算方法、远动转发点表及远动数据传输组成，通过对10kV备自投装置充电放电告警远动转配置的工程实例，表明此方法可以充分利用现有远动设备，实现变电站关键信息的告警直传。
关键词：远动机；告警直传；远动转发点表；虚装置；智能告警；
引言
随着电网调控一体化建设的推进落实及电网集中监控要求的提升，目前变电站基本采用无人值守方式，部分500kV变电站也采用无人值班的调度集中监控模式，调度主站对变电站的数据采集特别是变电站重要告警信号的要求越来越高。变电站“告警直传”是将优化处理后的变电站告警信息直接以文本格式传送到调度主站，从而达到集中监控对变电站数据监控的要求。为实现智能告警技术，目前使用的技术手段均基于新型的智能远动机或在远动系统增加新设备[1,2,3]，对于当前运行中的绝大部分变电站必须经过更换远动设备或技术升级才能实现告警直传等智能告警技术。
变电站智能化改造受人、财、物等多因素制约，在长期一段时间内，大量的变电站常规远动机无法直接改造为智能远动机，另一方面电网集中监控管理对监控智能化有迫切的需求，为了解决大量设备无法及时完成智能化改造的困境，有必要深挖常规远动机信号处理的能力。本文利用常规远动机虚装置的逻辑计算功能，通过计算开关位置变化及相关遥信信号的逻辑组合，形成多种信号组合事告警以单遥信点形式传送调度主站，实现变电站告警事件的直接传送，类似于“告警直传”。
图1
1技术基础
1.1远动信号的传送
变电站综合自动化系统包括站端自动化系统和远动系统，调度主站依靠远动系统传送的数据实现对变电站的远程监控；目前常规远动通过给定的远动信息转发表将站端自动化系统的相关数据通过IEC101或IEC104通信规约传送到调度主站，调度主站依据收到的报文按照相应的远动信息转发表还原相应的数据信息[6]。在常规远动装置,从远动装置到调度主站的通信都依赖于转发点表。而远动信息转发是远动通信面向调度主站的转发点表；远动信息转发的特征主要有三部分组成：第一、对远传点表内信号序号的约束，第二、远传点表内信号映射的站内信号，第三、转发点表中每个信号的属性。常规远动信息转发信息的数据量越来越不能满足调度监控数据采集的要求，对于远动数据传送，目前正在研究数据“告警直传”等基于智能变电站的一体化测控和智能远动技术[1]。
1.2常规远动机的虚装置
常规远动机均配置虚装置功能，所谓的虚装置一般以远动采集数据为基础组合而成的一个没有实物装置的数据模块；虚装置的主要功能包括：第一远动机本身各种板卡工作监视及信息输出；第二远动机各种端口状态的监视及信息输出；第三逻辑计算功能，用于合成遥测及遥信开出。虚装置具备的逻辑计算功能可以将多个不同的信息量经过给定的逻辑计算组合成预期的信号。
1.3常规远动数据的预处理
在现阶段，调度主站端通过系统的高级应用（PAS）功能开发出一系列变电站事件智能告警方法。此类方法基于常规远动机上送的单点数据，由于远动上送的数据量不足同时经过远动传送具有一定的延时，在主站端实现的智能告警欠缺精确性和实时性。在远动端对信息进行预处理，可以充分利用远动机的直采直送功能，将智能告警信息直接生产单点信号传送到调度主站，可以满足信息传送的时效性和精确度等指标要求。
2基于常规远动机实现智能告警的方法
2.1方法构成及流程
基于常规远动机实现智能告警的方法，其中包括一个由变电站内自动化系统远动机的开关变位信息的虚拟遥信表、智能告警逻辑关系库、信号逻辑计算方法、远动遥信转发表及远动数据传输组成。其组成流程如图1所示：
如图1所示，本方法实际上是对常规远动机虚拟遥信计算功能和逻辑计算功能的创新再利用，当变电站站内自动化系统有收到开关量状态变化时，按照给定的逻辑关系整合处理相关的变电站保护类事件告警信号，依据智能告警逻辑关系库对应的条件，把多种信号逻辑组合为变电站智能告警信号，此智能告警信号直接写入常规远动机的遥信转表，由常规远动机按照原来传输数据的方法以普通遥信变位的方式送至调度主站，调度主站无需再做智能处理，即可开出智能告警信号，从而在常规远动机实现智能告警功能。
本方法的第一个关键点是信号整合为智能告警的计算逻辑，即智能告警逻辑关系库的建立；第二个关键点是将开关变位的状态转换为单点遥信，即建立基于开关变位信息的虚拟遥信表。
2.2智能告警逻辑关系库的建立
在变电站的监控中，除了正常的负荷潮流的数据监控外，监控的重点是各类保护跳闸事件及各种保护装置如备自投装置、纵差保护充电状态等重要二次设备的的工作状态。保护动作事件产生时，相关的信号必然会有变化，同时二次装置的工作状态也是由相关的开入量所决定的。信号智能告警逻辑关系库就是定义与事件相关的各种开入的逻辑关系。
对于某变电站的“10kV701线路保护动作保护重合闸成功”这一保护事件，常规变电站的远动机一般向调度主站上送以下遥信信息：开关量信息：
a）701开关位置由合闸变为分闸变位信息;
b）701开关位置由分闸变为合闸的变位信息；
保护信息：
c）保护重合闸（软）压板（控制字）投入，
d）701开关保护动作信号，
e）701开关保护重合闸动作信号等遥信量。
在这里智能告警事件逻辑关系是指对a、b、c、d、e遥信进行逻辑计算“与”结果。智能告警是指，当以上信号发生时，远动机上送的是10kV701线路保护动作保护重合闸成功”这一保护事件信息。
对于“10kV701线路保护动作保护重合闸成功”事件，这里需要建立开关变位信息的虚拟遥信表，当开关量位置状态发生变化时，需要关联导致由开关量变化时的告警信息，从而激活变电站智能事件的生成；即当“701开关保护动作”信号发生时，需要判断701开关的合闸或者分闸状态是否有发生变化。对于备自投装置，相关的开关发生变位时，除了备自投装置相关检修压板的投退外，接入开关装置的开关量变化也是导致备自投装置是否充电的关键因素。因此，在远动机，开关量状态变化转为为单点遥信是触发变电站事件智能告警的条件之一。
2.3开关变位信息转为单点遥信的方法
变电自动化系统断路器开关位置采用双接点位置采集方式，即一个断路器的开关位置状态分别由1个合位接点和1个分位接点组成，开关在合闸状态时：合位位置接点为“1”，分位位置接点为“0”；开关在分闸状态时：合位位置接点为“0”，分位位置接点为“1”。断路器开关位置变化信号转换为单点遥信的方法如图2所示：以701断路器开关位置变化为例，将701开关合位接点状态“取反”后与701开关分位接点状态进行逻辑“与”运算：701路器处于合闸状态时合位位置接点状态“取反”后为“0”，701开关在合闸状态时分位位置接点状态为“0”，此时逻辑与计算结果为“0”，无单点遥信变位开出，当701开关由合闸变位为分闸时，合位位置接点状态由“1”变为“0”，取反后为“1”；701分位位置接点状态由“0”变为“1”，“1”与“1”逻辑与计算后是“1”，此时表示有701开关由合闸位置变为分闸状态开出，在虚拟遥信表定义为第1点单点遥信；同理，将701开关分位位置接点状态“取反”与701合位接点状态进行逻辑与计算，则当701开关由分闸位置变为合闸状态开出，这里在虚拟表遥信定义为第2点单点遥信。当第1点遥信由“0”变位“1”时，即代表701开关由合闸变位为分闸。
图2开关位置变化信息逻辑关系图
2.4具体实施步骤
当开关量位依据上述论证，对于变电站10kV保护动作，线路重合闸成功时，远动机通过给定方法可以向调度主站直接传送保护动作重合闸成功这一事件，方法步骤如下：
第一步：建立虚拟遥信表，针对“10kV701线路保护动作保护重合闸成功”事件，这里需要建立开关变位信息的虚拟遥信表，置状态发生变化时，需要关联导致由开关量变化时的告警信息，从而激活变电站智能事件的生成；即当“701开关保护动作”信号发生时，需要判断701开关的合闸或者分闸状态是否有发生变化。
第二步：虚拟遥信表的开关量变位遥信有开出时，此开出与对应的保护事件类遥信开出进行逻辑计算，如果逻辑计算结果为“1”，则进入下一步，如果逻辑计算结果为“0”则结束；针对步骤1所列“10kV701线路保护动作保护，开关重合闸成功”事件，（1）虚拟遥信表第1点开出“1”，（2）701保护重合闸（软）压板投入（控制字）遥信开出为“1”，（3）701保护动作遥信开出为“1”，（4）701保护重合闸动作开出为“1”，（5）虚拟遥信表第2点开出“1”，上述5个信号进行逻辑与计算的结果为“1”传送至远动机遥信转发表，对应的变电站智能告警信号定义为“10kV701线路保护动作保护，开关重合闸成功”。
第三步：第二步的单点遥信开出写入常规远动机的遥信转发表，在遥信转发表新增一个单点遥信信号，遥信信号名称在主站定义为“10kV701线路保护动作保护，开关重合闸成功”，此单点遥信通过远动通信系统传输至调度主站系统，调度主站系统得到的遥信变位即为变电站事件的智能告警信息。
3工程实例
3.1配置10kV备自投智能告警的必要
现在的大电网架构下110kV变电站一般作为终端变电站，调度自动化系统集中监控下，采集的智能告警主要除了馈线及电容器保护动作、主变（接地变）保护动作事件外，最重要的是10kV备用电源自动投入装置（简称备自投装置）充电放电状态信号。在正常运行方式下备自投装置一般处于充电状态，当运行方式改变时，特别是倒闸操作后，备自投装置随着开入的变化可能导致备自投出现放电，相关的二次回路状态出现故障时，备自投也会发生放电。当前的远动系统配置中，一般只接入备自投装置本身发出的告警信号，备自投的充放电状态及放电原因没能上送调度主站；在电网集中监控的环境下，有必要对二次设备开入量改变时，远动机进行相关的逻辑计算，得出备自投装置充放电告警信号。
3.210kV备自投装置智能告警条件
110kV变电站一般配置2套备自投装置，机500备自投和550备自投。500备自投备自投逻辑关系如图3所示。
当两段母线分列运行时，备自投装置选择分段开关自投方案；备自投装置充电和放电的条件是[4]：
充电条件：
I母、II母均三相有压（51PT、52PT无断线告警），
1DL、2DL在合位（合后位），3DL在分位。
在备自投装置正常运行时，导致备自投装置放电告警有：
1）I母、II母无压（51PT、52PT断线告警）；
2）3DL开关处于分位位置或者不在合后位置；
3）1DL、2DL、3DL控制回路断线、弹簧未储能（合闸压力异常）。
3.3实际配置方法
根据本文论述的方法，在远动机的虚拟装置中添加一张全站开关变位状态的虚拟点表，虚拟点表的组成如图2所示。在10kV备自投装置状态告警配置中，取1DL、2DL合位状态，3DL分位状态，如图4所示，将上述状态与51PT告警、52PT告警信号逻辑“取反”后进行逻辑“与”计算，计算结果写入“10kV500备自投装置充电状态”所对应的遥信转发表。
在配置“10kV500备自投装置放电告警”信号时，为了防止弹簧机构瞬时动作而导致的误发信，这里利用虚装置的信号延时功能，做了15秒的延时计算。备自投装置放电告警信号采用相关开入的逻辑“或：计算，任意告警信号发生时远动机均开出告警信息。
3.4实际测试
在某基建工程110kV变电站的远动装置，利用虚装置的功能将全站开关按图2所示方法编制了全站开关变位状态图，通过逻辑关系库，对10kV保护动作事件，主变保护动作事件，特别是备自投装置状态告警信号进行测试，测试结果表明可以讲合成的事件信息以点表定义的方式直接传送到调度主站。
4常规远动转发点表改进的探讨
在常规配置的变电站，一般远动配置的转发表均为孤立的信号数据，也有部分简单的合并信号，常规远动机虚装置的功能并未充分利用。随着电网集中监控的要求越来越高，调度主站通过对远动传送的信号进行二次整合，可以达到向调度用户终端提供智能告警的目的[5]。这种处理远动信号的缺点是信号传送的实时性和信息数据的局限性。如果在厂站端，利用常规远动机的虚遥信功能，直接采集数据就可以解决上述问题。如果在远动机的虚拟装置增加遥测转遥信的功能，则能开出更为复杂的智能告警信号。在现阶段，完全有必要在传统的遥信转发点表中增加类似于智能告警的变电站事件信号。
5结论
依本文所述，对常规远动机虚拟遥信计算功能和逻辑计算功能的创新再利用，当变电站站内自动化系统有收到开关量状态变化时，按照给定的逻辑关系整合处理相关的变电站保护类事件告警信号，依据智能告警逻辑关系库对应的条件，把多种信号逻辑组合为变电站智能告警信号，此智能告警信号直接写入常规远动机的遥信转表，由常规远动机按照原来传输数据的方法以普通遥信变位的方式送至调度主站，调度主站可以直接开出智能告警信号，从而在常规远动机实现智能告警功能。本方法采用的方法无需增加任何设备，深挖常规远动的潜在功能，具备成本低廉、结构简单，技术上易于实现等创新性，通过对常规远动转发点表的优化，可以提升常规变电站智能化水平。
参考文献
[1]辛耀中，石俊杰，周京阳，等．智能电网调度控制系统现状与技术展望[J]．电力系统自动化，vol.39No.1Jan.10.2015.
[2]任浩，韩伟，窦仁晖，等．一种变电站告警图形网关最小化系统的研制[J]．电力系统自动化，Vol.38No.22Nov.25.2014
[3]姚诸香，金学成，房金彦，邹根华．一种变电站告警信息直传的实现方法[D]．江西电力，2014年第5期总第170期
[4]吕浩，何胜利，龚志辉备自投组在110kV扩大外桥和10kV单母Ⅳ分段主接线变电站中的应用电力系统保护与控制2009年第37卷第5期
[5]刘四聪，朱子坤.智能告警系统在地区调度系统的应用广西电力2012年12月Vol.35No.6
[6]南方电网220kV～500kV变电站计算机监控系统技术规范
作者简介
李泽时(1975)，男，广东茂名人，高级工程师，从事变电站调度自动化专业运维技术工作。
曾淑贞(1991)，女，广东东莞人，工程师，从事变电站调度自动化专业运维技术工作。
项目名称：一种基于常规远动机实现智能告警的方法。
项目编号：031900KK52180025。