专利名称：基于变电站svg一次接线图的五防闭锁拓扑分析方法
技术领域：
本发明涉及一种基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，属于变电站自动化领域。
背景技术：
微机防误系统经过多年的建设和推广，虽然在防止误操作上取得了不小的成效，但五防规则人工生成，费时费力且易错。在建设变电站防误系统的工程实施过程中，需要事先拟定变电站设备在不同运行方式下的防误规则，这一工作通常由专业技术人员(电气设计人员、五防厂家技术人员，变电站富有经验的运行人员或五防专职)来完成。当由于变电站的规模较大，操作设备较多，运行方式复杂时，编制变电站的防误规则库是一件费时、费力、且不易做好的工作。由于防误规则编写技术人员的水平参差不齐和外来干扰等因素，编写的逻辑公式存在疏漏或错误风险，容易造成操作逻辑不正确、不全面等安全隐患。国内部分微机防误厂家声明防误产品具有智能拓扑运算功能，能够一次接线图自动形成规则，但在实际应用中发现其智能拓扑运算功能还不尽完善，对于特殊的运行方式不能生成有效的防误规则，需要人工输入防误规则加以补充，有时需要解锁进行操作。发明内容:
本发明的目的是解决人工编写五防规则库易错的问题，减轻运行人员工作量，提高五防系统的可靠性以及变电站运行的安全性。为解决上述技术问题，本发明提供一种基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，其特征在于，包括以下步骤:
1)在变电站SVG—次接线图中，设定开关、刀闸(本发明中所指的刀闸均不含接地刀闸)均有两个节点号，接地刀闸仅有一个节点号，具有连接关系的两设备(即电气元件)共用一个节点号，并形成设备的拓扑连接关系文件；
2)以设备-节点-设备的顺序依次进行搜索，形成一个连接关系表，通过SVG拓扑接线图生成的设备节点号搜索出各个设备与之相关联的设备，获取与操作设备相关联设备的状态，并按设备操作逻辑生成操作设备的五防规则。本发明所达到的有益效果:本发明克服了人工编写五防规则库易错，编写、调试及验收五防规则库工作量大的缺点。本发明自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化，在各种非正常运行方式下能自动适应，解决了目前在非正常运行方式下需要强制解锁的问题，有效防止各类误操作事故发生。
图1是基于变电站SVG —次接线图的五防闭锁拓扑分析方法原理 图2为开关间隔刀闸与其他类型刀闸示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图对本发明的技术方案进一步详细阐述。SVG(可缩放矢量图形scalable vector graphics)是基于可扩展标记语言(xml)，用于描述二维矢量图形的一种图形格式。本发明根据运行操作防误要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，不依赖于人工定义，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化。变电站的SVG—次接线图包含了各种图元的类型、坐标、大小、形状，以及各个图层颜色、文本描述等信息，通过节点入库生成设备节点号。先从这些图元中筛选出全部的操作设备，再以设备-节点-设备的顺序依次进行搜索，形成一个计算机程序能够识别的连接关系表。电气操作主要是对开关、刀闸和接地刀闸的操作。其中，将刀闸分为开关间隔刀闸、高阻类无流元件刀闸和其他型刀闸。根据一次接线图进行拓扑分析，其中开关、刀闸均有两个节点号，接地刀闸仅有一个节点号，具有连接关系的两设备共用一个节点号，由此可依次找出各个设备与之相关联的元件，获取所关联设备的状态，并按设备操作逻辑生成操作设备的五防规则，达到避免带电操作的目的。定义:
电气元件:三相变、发电机、三相电容器、三相电抗器、电动机、串联电阻、电抗、电容、开关、刀闸、熔丝、接地刀闸、临时接地、压力变送器、避雷器。电气元件分类:
I)电源元件:发电机。2)有流元件:接入电源后，有电流的元件。三相变、三相电容器、三相电抗器、电动机、线路、500kV母线。3)无流元件:低阻类:开关、刀闸、不可操作熔丝(可操作熔丝当作刀闸处理)、串联电容器、串联电阻、串联电抗器、220kV及以下母线、设置为无流的500kV母线。高阻类:压力变压器、避雷器。冷岛:以某个设备为基准搜索，开关无论断开合上均视为接通，第一次搜索到的刀闸、可操作熔丝、元件悬空、高阻元件及线路为边界，岛内不含有源元件，如有线路边界则提醒线路为冷备用，挂接地线前验电。独立岛:刀闸两侧电气岛的边界条件不能为热断开(即开关分闸)，开关无论断开或合上均视作接通，边界只为刀闸、可操作熔丝(以第一次搜索到为准)元件悬空(即设备末端)、避雷器、压力变送器及线路，一个刀闸有两个独立岛，任何一个独立岛不连接刀闸两端。空载岛:对于单刀式、两刀式开关间隔刀闸在开关断开状态拉开；对于三刀式开关间隔刀闸，在开关断开状态可以拉开在开关一侧的一把刀闸；对于两把母线刀闸只要一把刀闸在分位，即可拉开另一把刀闸；对于四刀式开关间隔刀闸，在开关断开状态，开关任一侧的两把母线刀闸只要一把刀闸在分位，即可拉开另一把刀闸。开关的防误规则形成过程为:由于开关是具有灭弧能力的开断设备，因此防误规则中针对开关的主要是防止误分合开关，如果开关断开后，开关两端节点没有其他的连通支路，则提示运行人员操作将造成系统失电，以免误分合开关。刀闸的防误规则形成过程为:相对于开关的防误规则，刀闸的防误规则比较复杂，有防止带接地合刀闸、防止带负荷拉合刀闸，此外对于等电位拉合刀闸、刀闸处于检修状态时拉合刀闸允许操作。(I)开关间隔刀闸:以开关为基准分别向两侧搜索，以第一次搜索到的刀闸、压力变送器等高阻元件或无流元件悬空及有流元件为边界，若所有遍历元件为无流元件(含低阻和高阻)，开关另一侧不遍历，则称第一次搜索到的刀闸为开关间隔刀闸。开关间隔刀闸分为单刀式、两刀式(两把刀闸分居开关两侧，图2中5、6刀)、三刀式(开关其中一侧接两把刀闸，两把刀闸非开关侧与母线直接连接)及四刀式(开关每一侧接两把刀闸，四把刀闸非开关侧与母线直接连接，图2中1、2、3、4刀)。(2)高阻类无流元件刀闸:以刀闸为基准分别向两侧搜索，若搜索到母线或带负载的线路即转向另一侧，若另一侧有母线或线路，则不是高阻类无流元件刀闸；若以某侧搜索，以第一次搜索到的刀闸、压力变送器等高阻元件或无流元件悬空及有流元件为边界，若所有遍历元件为无流元件(含低阻和高阻)，则基准刀闸及第一次搜索到的所有刀闸为高阻类无流元件刀闸；高阻类无流元件刀闸分为单刀式、两刀式、三刀式，高阻类无流元件刀闸均在高阻元件一侧。(3)其他类型刀闸:对于开关间隔刀闸、高阻类无流元件刀闸、中性点刀闸外的刀闸，定义为其他类型刀闸(图2中7、8刀)。若搜索到其他类型刀闸将其设为边界，若搜索到单刀式、两刀式开关间隔刀闸(图2中5、6刀)将开关(图2中B开关)设为边界；
若搜索到三刀式单刀端刀闸，将开关设为边界；
若搜索到三刀式两刀端的一把刀闸，将其设为边界，或将另一把刀闸和开关设为边
界；
若搜索到四刀式开关间隔刀闸，仅有其中的一把刀(图2中以7刀为基准，从右侧开始搜索，1、2、3、4刀为四刀式开关间隔刀闸，则该刀为I刀)，则将其设为边界，或将开关(图2中A开关)及其相对的刀闸(图2中2刀)设为边界；
若搜索到四刀式开关间隔刀闸，有其中的两把刀(图2中以8刀为基准，从右侧开始搜索，则这两把刀为2、3刀)，将这两把刀闸设为边界，或者以3刀、I刀和开关为边界，或者以2刀、4刀和开关为边界；
若搜索到单刀式高阻类无流元件刀闸，以高阻元件或元件悬空为边界；
若搜索到两刀式、三刀式高阻类无流元件刀闸，以搜索的刀闸为边界；
若搜索到高阻元件或元件悬空则以他们为边界；
所有遍历的设备为无流元件且遍历设备不得回到其他类型刀闸另一端，则遍历设备为空载岛，刀闸允许操作，同理从刀闸另一端也是如此。I)合刀闸:满足合空载岛条件，待操作设备关联的独立岛不与处于合闸位置的接地闸刀和挂上的临时接地线连接；若待操作的刀闸与变压器一端连接，则合地刀时，与变压器其他端连接的接地刀闸也断开。2)拉刀闸:满足拉空载岛条件，对于单刀式、两刀式开关间隔刀闸在开关断开状态拉开；对于三刀式开关间隔刀闸在开关断开状态可以拉开在开关一侧的一把刀闸；对于两把母线刀闸只要一把刀闸在分位，即可拉开另一把刀闸；对于四刀式开关间隔刀闸，在开关断开状态，对开关任一侧，对于两把母线刀闸只要一把刀闸在分位，即可拉开另一把刀闸。
对于单刀式高阻类无流元件刀闸可任意拉开，对于两刀式、三刀式高阻类无流元件刀闸在高阻元件一侧的其余刀闸分闸时可以拉开。其他类型刀闸操作:从刀闸操作设备一侧为基准搜索，若搜索到有流元件，该侧则禁止操作。接地刀闸的防误形成过程为:
I)合接地刀闸:与接地刀闸和临时接地线直接相连的岛均为冷岛，冷岛内所有刀闸、可操作熔丝为断开，若接地刀闸与变压器一端连接，则合接地刀闸时，与变压器其他端连接的刀闸也断开。2)拉接地刀闸:无。对于GIS通过线路压力变送器验电的接地刀闸，该接地刀闸关联有线路边界的冷岛，此冷岛若存在刀闸与线路连接的单刀式压力变送器高阻类无流元件刀闸，则该刀闸称为线路压力变送器刀闸，在线路压力变送器刀闸合闸状态下合上线路接地刀闸，合上线路压力变送器刀闸时线路接地刀闸合闸，除此之外，线路压力变送器刀闸关联的独立岛不与处于合闸位置的接地刀闸和挂上的临时接地线连接。
权利要求
1.一种基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在变电站SVG—次接线图中，设定开关、刀闸均有两个节点号，接地刀闸仅有一个节点号，具有连接关系的两设备共用一个节点号，并形成设备的拓扑连接关系文件； 2)以设备-节点-设备的顺序依次进行搜索，形成一个连接关系表，通过SVG拓扑接线图生成的设备节点号搜索出各个设备与之相关联的设备，获取与操作设备相关联设备的状态，并按设备操作逻辑生成操作设备的五防规则。
2.根据权利要求1所述的基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，其特征在于，在所述步骤2)中，开关的防误规则形成过程为:如果开关断开后，开关两端节点没有其他的连通支路，则提示运行人员操作将造成系统失电。
3.根据权利要求1所述的基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，其特征在于，在所述步骤2)中，刀闸的防误规则形成过程为: (1)开关间隔刀闸:以开关为基准分别向两侧搜索，以第一次搜索到的刀闸、压力变送器等高阻元件或无流元 件悬空及有流元件为边界，若所有遍历元件为无流元件，开关另一侧不遍历，则称第一次搜索到的刀闸为开关间隔刀闸； (2)高阻类无流元件刀闸:以刀闸为基准分别向两侧搜索，若搜索到母线或带负载的线路即转向另一侧，若另一侧有母线或线路，则不是高阻类无流元件刀闸；若以某侧搜索，以第一次搜索到的刀闸、压力变送器等高阻元件或无流元件悬空及有流元件为边界，若所有遍历元件为无流元件，则基准刀闸及第一次搜索到的所有刀闸为高阻类无流元件刀闸；高阻类无流元件刀闸分为单刀式、两刀式、三刀式，高阻类无流元件刀闸均在高阻元件一侧； (3)其他类型刀闸:对于开关间隔刀闸、高阻类无流元件刀闸、中性点刀闸外的刀闸，定义为其他类型刀闸； 若搜索到其他类型刀闸将其设为边界，若搜索到单刀式、两刀式开关间隔刀闸将开关设为边界； 若搜索到三刀式单刀端刀闸，将开关设为边界； 若搜索到三刀式两刀端的一把刀闸，将其设为边界，或将另一把刀闸和开关设为边界； 若搜索到四刀式开关间隔刀闸，仅有其中的一把刀，则将其设为边界，或将开关及其相对的刀闸设为边界； 若搜索到四刀式开关间隔刀闸，有其中的两把刀，将这两把刀闸设为边界，或者以3刀、I刀和开关为边界，或者以2刀、4刀和开关为边界； 若搜索到单刀式高阻类无流元件刀闸，以高阻元件或元件悬空为边界； 若搜索到两刀式、三刀式高阻类无流元件刀闸，以搜索的刀闸为边界； 若搜索到高阻元件或元件悬空则以他们为边界； 所有遍历的设备为无流元件且遍历设备不回到其他类型刀闸另一端，则遍历设备为空载岛，刀闸允许操作。
4.根据权利要求3所述的基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，其特征在于:1)合刀闸:满足合空载岛条件，待操作设备关联的独立岛不与处于合闸位置的接地闸刀和挂上的临时接地线连接；若待操作的刀闸与变压器一端连接，则合地刀时，与变压器其他端连接的接地刀闸也断开； 2)拉刀闸:满足拉空载岛条件，对于单刀式、两刀式开关间隔刀闸在开关断开状态拉开；对于三刀式开关间隔刀闸在开关断开状态可以拉开在开关一侧的一把刀闸；对于两把母线刀闸只要一把刀闸在分位，即可拉开另一把刀闸；对于四刀式开关间隔刀闸，在开关断开状态，对开关任一侧，对于两把母线刀闸只要一把刀闸在分位，即可拉开另一把刀闸； 对于单刀式高阻类无流元件刀闸可任意拉开，对于两刀式、三刀式高阻类无流元件刀闸在高阻元件一侧的其余刀闸分闸时可以拉开； 其他类型刀闸操作:从刀闸操作设备一侧为基准搜索，若搜索到有流元件，该侧则禁止操作。
5.根据权利要求1所述的基于变电站SVG—次接线图的五防闭锁拓扑分析方法，其特征在于:接地刀闸的防误形成过程为: 1)合接地刀闸:与接地刀闸和临时接地线直接相连的岛均为冷岛，冷岛内所有刀闸、可操作熔丝为断开，若接地刀闸与变压器一端连接，则合接地刀闸时，与变压器其他端连接的刀闸也断开； 2)拉接 地刀闸:无 。
全文摘要
本发明公开了一种基于变电站SVG一次接线图的五防闭锁拓扑分析方法,其特征在于,包括以下步骤:1)在变电站SVG一次接线图中,设定开关、刀闸均有两个节点号，接地刀闸仅有一个节点号，具有连接关系的两设备共用一个节点号，并形成设备的拓扑连接关系文件；2)通过SVG拓扑接线图生成的设备节点号搜索出各个设备与之相关联的设备，获取与操作设备相关联设备的状态,并按设备操作逻辑生成操作设备的五防规则。本发明通过SVG拓扑图生成的设备节点号搜索出各个设备与之相关联的设备，通过规定与操作设备相关联设备的状态，来生成操作设备的五防规则，有效防止各类误操作事故发生。
文档编号H02J13/00GK103208857SQ20131008682
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者齐苗苗, 梁锋, 王景燕, 梅德冬, 黄国方, 王海峰, 张海滨, 潘洪湘, 代攀, 张剑, 许祖锋, 杨志宏 申请人:国电南瑞科技股份有限公司