專利名稱：基于變電站svg一次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法
技術領域：
本發明涉及一種基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，屬于變電站自動化領域。
背景技術：
微機防誤系統經過多年的建設和推廣，雖然在防止誤操作上取得了不小的成效，但五防規則人工生成，費時費力且易錯。在建設變電站防誤系統的工程實施過程中，需要事先擬定變電站設備在不同運行方式下的防誤規則，這一工作通常由專業技術人員(電氣設計人員、五防廠家技術人員，變電站富有經驗的運行人員或五防專職)來完成。當由于變電站的規模較大，操作設備較多，運行方式復雜時，編制變電站的防誤規則庫是一件費時、費力、且不易做好的工作。由于防誤規則編寫技術人員的水平參差不齊和外來干擾等因素，編寫的邏輯公式存在疏漏或錯誤風險，容易造成操作邏輯不正確、不全面等安全隱患。國內部分微機防誤廠家聲明防誤產品具有智能拓撲運算功能，能夠一次接線圖自動形成規則，但在實際應用中發現其智能拓撲運算功能還不盡完善，對于特殊的運行方式不能生成有效的防誤規則，需要人工輸入防誤規則加以補充，有時需要解鎖進行操作。發明內容:
本發明的目的是解決人工編寫五防規則庫易錯的問題，減輕運行人員工作量，提高五防系統的可靠性以及變電站運行的安全性。為解決上述技術問題，本發明提供一種基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，其特征在于，包括以下步驟:
1)在變電站SVG—次接線圖中，設定開關、刀閘(本發明中所指的刀閘均不含接地刀閘)均有兩個節點號，接地刀閘僅有一個節點號，具有連接關系的兩設備(即電氣元件)共用一個節點號，并形成設備的拓撲連接關系文件；
2)以設備-節點-設備的順序依次進行搜索，形成一個連接關系表，通過SVG拓撲接線圖生成的設備節點號搜索出各個設備與之相關聯的設備，獲取與操作設備相關聯設備的狀態，并按設備操作邏輯生成操作設備的五防規則。本發明所達到的有益效果:本發明克服了人工編寫五防規則庫易錯，編寫、調試及驗收五防規則庫工作量大的缺點。本發明自動適應電氣設備和電網拓撲結構的變化，在各種非正常運行方式下能自動適應，解決了目前在非正常運行方式下需要強制解鎖的問題，有效防止各類誤操作事故發生。
圖1是基于變電站SVG —次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法原理 圖2為開關間隔刀閘與其他類型刀閘示意圖。
具體實施方式
下面根據說明書附圖對本發明的技術方案進一步詳細闡述。SVG(可縮放矢量圖形scalable vector graphics)是基于可擴展標記語言(xml)，用于描述二維矢量圖形的一種圖形格式。本發明根據運行操作防誤要求的設備之間操作閉鎖的基本規則，通過拓撲搜索找出相互操作閉鎖的設備，不依賴于人工定義，自動適應電氣設備和電網拓撲結構的變化。變電站的SVG—次接線圖包含了各種圖元的類型、坐標、大小、形狀，以及各個圖層顏色、文本描述等信息，通過節點入庫生成設備節點號。先從這些圖元中篩選出全部的操作設備，再以設備-節點-設備的順序依次進行搜索，形成一個計算機程序能夠識別的連接關系表。電氣操作主要是對開關、刀閘和接地刀閘的操作。其中，將刀閘分為開關間隔刀閘、高阻類無流元件刀閘和其他型刀閘。根據一次接線圖進行拓撲分析，其中開關、刀閘均有兩個節點號，接地刀閘僅有一個節點號，具有連接關系的兩設備共用一個節點號，由此可依次找出各個設備與之相關聯的元件，獲取所關聯設備的狀態，并按設備操作邏輯生成操作設備的五防規則，達到避免帶電操作的目的。定義:
電氣元件:三相變、發電機、三相電容器、三相電抗器、電動機、串聯電阻、電抗、電容、開關、刀閘、熔絲、接地刀閘、臨時接地、壓力變送器、避雷器。電氣元件分類:
I)電源元件:發電機。2)有流元件:接入電源后，有電流的元件。三相變、三相電容器、三相電抗器、電動機、線路、500kV母線。3)無流元件:低阻類:開關、刀閘、不可操作熔絲(可操作熔絲當作刀閘處理)、串聯電容器、串聯電阻、串聯電抗器、220kV及以下母線、設置為無流的500kV母線。高阻類:壓力變壓器、避雷器。冷島:以某個設備為基準搜索，開關無論斷開合上均視為接通，第一次搜索到的刀閘、可操作熔絲、元件懸空、高阻元件及線路為邊界，島內不含有源元件，如有線路邊界則提醒線路為冷備用，掛接地線前驗電。獨立島:刀閘兩側電氣島的邊界條件不能為熱斷開(即開關分閘)，開關無論斷開或合上均視作接通，邊界只為刀閘、可操作熔絲(以第一次搜索到為準)元件懸空(即設備末端)、避雷器、壓力變送器及線路，一個刀閘有兩個獨立島，任何一個獨立島不連接刀閘兩端。空載島:對于單刀式、兩刀式開關間隔刀閘在開關斷開狀態拉開；對于三刀式開關間隔刀閘，在開關斷開狀態可以拉開在開關一側的一把刀閘；對于兩把母線刀閘只要一把刀閘在分位，即可拉開另一把刀閘；對于四刀式開關間隔刀閘，在開關斷開狀態，開關任一側的兩把母線刀閘只要一把刀閘在分位，即可拉開另一把刀閘。開關的防誤規則形成過程為:由于開關是具有滅弧能力的開斷設備，因此防誤規則中針對開關的主要是防止誤分合開關，如果開關斷開后，開關兩端節點沒有其他的連通支路，則提示運行人員操作將造成系統失電，以免誤分合開關。刀閘的防誤規則形成過程為:相對于開關的防誤規則，刀閘的防誤規則比較復雜，有防止帶接地合刀閘、防止帶負荷拉合刀閘，此外對于等電位拉合刀閘、刀閘處于檢修狀態時拉合刀閘允許操作。(I)開關間隔刀閘:以開關為基準分別向兩側搜索，以第一次搜索到的刀閘、壓力變送器等高阻元件或無流元件懸空及有流元件為邊界，若所有遍歷元件為無流元件(含低阻和高阻)，開關另一側不遍歷，則稱第一次搜索到的刀閘為開關間隔刀閘。開關間隔刀閘分為單刀式、兩刀式(兩把刀閘分居開關兩側，圖2中5、6刀)、三刀式(開關其中一側接兩把刀閘，兩把刀閘非開關側與母線直接連接)及四刀式(開關每一側接兩把刀閘，四把刀閘非開關側與母線直接連接，圖2中1、2、3、4刀)。(2)高阻類無流元件刀閘:以刀閘為基準分別向兩側搜索，若搜索到母線或帶負載的線路即轉向另一側，若另一側有母線或線路，則不是高阻類無流元件刀閘；若以某側搜索，以第一次搜索到的刀閘、壓力變送器等高阻元件或無流元件懸空及有流元件為邊界，若所有遍歷元件為無流元件(含低阻和高阻)，則基準刀閘及第一次搜索到的所有刀閘為高阻類無流元件刀閘；高阻類無流元件刀閘分為單刀式、兩刀式、三刀式，高阻類無流元件刀閘均在高阻元件一側。(3)其他類型刀閘:對于開關間隔刀閘、高阻類無流元件刀閘、中性點刀閘外的刀閘，定義為其他類型刀閘(圖2中7、8刀)。若搜索到其他類型刀閘將其設為邊界，若搜索到單刀式、兩刀式開關間隔刀閘(圖2中5、6刀)將開關(圖2中B開關)設為邊界；
若搜索到三刀式單刀端刀閘，將開關設為邊界；
若搜索到三刀式兩刀端的一把刀閘，將其設為邊界，或將另一把刀閘和開關設為邊
界；
若搜索到四刀式開關間隔刀閘，僅有其中的一把刀(圖2中以7刀為基準，從右側開始搜索，1、2、3、4刀為四刀式開關間隔刀閘，則該刀為I刀)，則將其設為邊界，或將開關(圖2中A開關)及其相對的刀閘(圖2中2刀)設為邊界；
若搜索到四刀式開關間隔刀閘，有其中的兩把刀(圖2中以8刀為基準，從右側開始搜索，則這兩把刀為2、3刀)，將這兩把刀閘設為邊界，或者以3刀、I刀和開關為邊界，或者以2刀、4刀和開關為邊界；
若搜索到單刀式高阻類無流元件刀閘，以高阻元件或元件懸空為邊界；
若搜索到兩刀式、三刀式高阻類無流元件刀閘，以搜索的刀閘為邊界；
若搜索到高阻元件或元件懸空則以他們為邊界；
所有遍歷的設備為無流元件且遍歷設備不得回到其他類型刀閘另一端，則遍歷設備為空載島，刀閘允許操作，同理從刀閘另一端也是如此。I)合刀閘:滿足合空載島條件，待操作設備關聯的獨立島不與處于合閘位置的接地閘刀和掛上的臨時接地線連接；若待操作的刀閘與變壓器一端連接，則合地刀時，與變壓器其他端連接的接地刀閘也斷開。2)拉刀閘:滿足拉空載島條件，對于單刀式、兩刀式開關間隔刀閘在開關斷開狀態拉開；對于三刀式開關間隔刀閘在開關斷開狀態可以拉開在開關一側的一把刀閘；對于兩把母線刀閘只要一把刀閘在分位，即可拉開另一把刀閘；對于四刀式開關間隔刀閘，在開關斷開狀態，對開關任一側，對于兩把母線刀閘只要一把刀閘在分位，即可拉開另一把刀閘。
對于單刀式高阻類無流元件刀閘可任意拉開，對于兩刀式、三刀式高阻類無流元件刀閘在高阻元件一側的其余刀閘分閘時可以拉開。其他類型刀閘操作:從刀閘操作設備一側為基準搜索，若搜索到有流元件，該側則禁止操作。接地刀閘的防誤形成過程為:
I)合接地刀閘:與接地刀閘和臨時接地線直接相連的島均為冷島，冷島內所有刀閘、可操作熔絲為斷開，若接地刀閘與變壓器一端連接，則合接地刀閘時，與變壓器其他端連接的刀閘也斷開。2)拉接地刀閘:無。對于GIS通過線路壓力變送器驗電的接地刀閘，該接地刀閘關聯有線路邊界的冷島，此冷島若存在刀閘與線路連接的單刀式壓力變送器高阻類無流元件刀閘，則該刀閘稱為線路壓力變送器刀閘，在線路壓力變送器刀閘合閘狀態下合上線路接地刀閘，合上線路壓力變送器刀閘時線路接地刀閘合閘，除此之外，線路壓力變送器刀閘關聯的獨立島不與處于合閘位置的接地刀閘和掛上的臨時接地線連接。
權利要求
1.一種基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在變電站SVG—次接線圖中，設定開關、刀閘均有兩個節點號，接地刀閘僅有一個節點號，具有連接關系的兩設備共用一個節點號，并形成設備的拓撲連接關系文件； 2)以設備-節點-設備的順序依次進行搜索，形成一個連接關系表，通過SVG拓撲接線圖生成的設備節點號搜索出各個設備與之相關聯的設備，獲取與操作設備相關聯設備的狀態，并按設備操作邏輯生成操作設備的五防規則。
2.根據權利要求1所述的基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，其特征在于，在所述步驟2)中，開關的防誤規則形成過程為:如果開關斷開后，開關兩端節點沒有其他的連通支路，則提示運行人員操作將造成系統失電。
3.根據權利要求1所述的基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，其特征在于，在所述步驟2)中，刀閘的防誤規則形成過程為: (1)開關間隔刀閘:以開關為基準分別向兩側搜索，以第一次搜索到的刀閘、壓力變送器等高阻元件或無流元 件懸空及有流元件為邊界，若所有遍歷元件為無流元件，開關另一側不遍歷，則稱第一次搜索到的刀閘為開關間隔刀閘； (2)高阻類無流元件刀閘:以刀閘為基準分別向兩側搜索，若搜索到母線或帶負載的線路即轉向另一側，若另一側有母線或線路，則不是高阻類無流元件刀閘；若以某側搜索，以第一次搜索到的刀閘、壓力變送器等高阻元件或無流元件懸空及有流元件為邊界，若所有遍歷元件為無流元件，則基準刀閘及第一次搜索到的所有刀閘為高阻類無流元件刀閘；高阻類無流元件刀閘分為單刀式、兩刀式、三刀式，高阻類無流元件刀閘均在高阻元件一側； (3)其他類型刀閘:對于開關間隔刀閘、高阻類無流元件刀閘、中性點刀閘外的刀閘，定義為其他類型刀閘； 若搜索到其他類型刀閘將其設為邊界，若搜索到單刀式、兩刀式開關間隔刀閘將開關設為邊界； 若搜索到三刀式單刀端刀閘，將開關設為邊界； 若搜索到三刀式兩刀端的一把刀閘，將其設為邊界，或將另一把刀閘和開關設為邊界； 若搜索到四刀式開關間隔刀閘，僅有其中的一把刀，則將其設為邊界，或將開關及其相對的刀閘設為邊界； 若搜索到四刀式開關間隔刀閘，有其中的兩把刀，將這兩把刀閘設為邊界，或者以3刀、I刀和開關為邊界，或者以2刀、4刀和開關為邊界； 若搜索到單刀式高阻類無流元件刀閘，以高阻元件或元件懸空為邊界； 若搜索到兩刀式、三刀式高阻類無流元件刀閘，以搜索的刀閘為邊界； 若搜索到高阻元件或元件懸空則以他們為邊界； 所有遍歷的設備為無流元件且遍歷設備不回到其他類型刀閘另一端，則遍歷設備為空載島，刀閘允許操作。
4.根據權利要求3所述的基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，其特征在于:1)合刀閘:滿足合空載島條件，待操作設備關聯的獨立島不與處于合閘位置的接地閘刀和掛上的臨時接地線連接；若待操作的刀閘與變壓器一端連接，則合地刀時，與變壓器其他端連接的接地刀閘也斷開； 2)拉刀閘:滿足拉空載島條件，對于單刀式、兩刀式開關間隔刀閘在開關斷開狀態拉開；對于三刀式開關間隔刀閘在開關斷開狀態可以拉開在開關一側的一把刀閘；對于兩把母線刀閘只要一把刀閘在分位，即可拉開另一把刀閘；對于四刀式開關間隔刀閘，在開關斷開狀態，對開關任一側，對于兩把母線刀閘只要一把刀閘在分位，即可拉開另一把刀閘； 對于單刀式高阻類無流元件刀閘可任意拉開，對于兩刀式、三刀式高阻類無流元件刀閘在高阻元件一側的其余刀閘分閘時可以拉開； 其他類型刀閘操作:從刀閘操作設備一側為基準搜索，若搜索到有流元件，該側則禁止操作。
5.根據權利要求1所述的基于變電站SVG—次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法，其特征在于:接地刀閘的防誤形成過程為: 1)合接地刀閘:與接地刀閘和臨時接地線直接相連的島均為冷島，冷島內所有刀閘、可操作熔絲為斷開，若接地刀閘與變壓器一端連接，則合接地刀閘時，與變壓器其他端連接的刀閘也斷開； 2)拉接 地刀閘:無 。
全文摘要
本發明公開了一種基于變電站SVG一次接線圖的五防閉鎖拓撲分析方法,其特征在于,包括以下步驟:1)在變電站SVG一次接線圖中,設定開關、刀閘均有兩個節點號，接地刀閘僅有一個節點號，具有連接關系的兩設備共用一個節點號，并形成設備的拓撲連接關系文件；2)通過SVG拓撲接線圖生成的設備節點號搜索出各個設備與之相關聯的設備，獲取與操作設備相關聯設備的狀態,并按設備操作邏輯生成操作設備的五防規則。本發明通過SVG拓撲圖生成的設備節點號搜索出各個設備與之相關聯的設備，通過規定與操作設備相關聯設備的狀態，來生成操作設備的五防規則，有效防止各類誤操作事故發生。
文檔編號H02J13/00GK103208857SQ20131008682
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者齊苗苗, 梁鋒, 王景燕, 梅德冬, 黃國方, 王海峰, 張海濱, 潘洪湘, 代攀, 張劍, 許祖鋒, 楊志宏 申請人:國電南瑞科技股份有限公司