DC型變電站微機(jī)保護(hù)與控制系統(tǒng)設(shè)計

摘要：用電安全是電力信息化的重要課題，電力信息化建設(shè)也是實現(xiàn)安全用電的重要途徑，分析電網(wǎng)事故原因，尋找電網(wǎng)保護(hù)的有效方法十分必要。本文對DC型變電站微機(jī)保護(hù)與控制系統(tǒng)類產(chǎn)品的設(shè)計做了介紹，闡明其技術(shù)的適用性和先進(jìn)性，以期對變電站微機(jī)保護(hù)工作提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：變電站；微機(jī)保護(hù)；控制系統(tǒng)；設(shè)計

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-02

目前微機(jī)保護(hù)在國內(nèi)外電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，微機(jī)保護(hù)裝置取代常規(guī)保護(hù)裝置是發(fā)展的必然趨勢。近年來，雖然電網(wǎng)事故時有發(fā)生，但是相對來說，事故已經(jīng)下降很多，但是人為因素造成的事故卻有所增加，所以，加強(qiáng)電網(wǎng)防誤操作、運行設(shè)備檢測的自動化具有非常重要的意義。

1 國網(wǎng)公司關(guān)于防止電氣誤操作的規(guī)定要點

國家電網(wǎng)公司結(jié)合發(fā)變電工程的要求，先后發(fā)布了《二十五項反措》、《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》、《十八項電網(wǎng)重大反事故措施》等，對電網(wǎng)的安全運行都做出了重要規(guī)定，重點歸納如下：變配電改造加裝防誤裝置時，應(yīng)優(yōu)先采用微機(jī)防誤裝置或電氣閉鎖方式；新建變電站、發(fā)電廠（110kV及以上電氣設(shè)備）防誤裝置優(yōu)先采用單元電氣閉鎖回路加微機(jī)“五防”的方案。采用計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時，電氣設(shè)備的遠(yuǎn)方和就地操作應(yīng)具備完善的電氣閉鎖功能，或間隔內(nèi)的電氣閉鎖加覆蓋全站的可實現(xiàn)遙控閉鎖的微機(jī)“五防”功能。若具有前置機(jī)操作功能的，亦應(yīng)具備上述閉鎖功能。

2 微機(jī)防誤系統(tǒng)介紹

微機(jī)防誤系統(tǒng)是針對變電站中倒閘操作容易出現(xiàn)的誤操作而設(shè)計的防誤操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)由防誤主機(jī)、通訊層及鎖具層構(gòu)成。

防誤主機(jī)（模擬屏）：主要是對倒閘操作過程進(jìn)行模擬操作，反饋及監(jiān)視。

防誤主機(jī)的主要功能：

（1）設(shè)備對位操作；（2）模擬操作；（3）倒閘操作；（4）終止操作；（5）檢修操作；（6）多任務(wù)并行操作；（7）電腦鑰匙自學(xué)；（8）驗電操作；（9）狀態(tài)檢測操作；（10）重復(fù)開鎖操作；（11）跳步操作；（12）編碼鎖對位操作等。

3 微機(jī)防誤系統(tǒng)分類

根據(jù)設(shè)計原理的不同微機(jī)防誤系統(tǒng)可分為以下幾種類型：

3.1 離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。五防主機(jī)與電腦鑰匙和鎖具之間無電纜連接。通過與監(jiān)控系統(tǒng)通訊和電腦鑰匙的回傳記憶方式，實現(xiàn)防誤主機(jī)顯示的設(shè)備的狀態(tài)與現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)保持一致。目前全國采用的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)大都是離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)（約占98%），其特點是：具有“五防”功能，能適應(yīng)各種電壓等級的復(fù)雜結(jié)線，鎖具簡單，安裝施工容易，工程造價低，維護(hù)方便。就地操作：采用電編碼鎖對電動操作設(shè)備的就地操作回路實施強(qiáng)制閉鎖；采用機(jī)械編碼鎖對手動操作設(shè)備的操作機(jī)構(gòu)實施強(qiáng)制閉鎖；遠(yuǎn)方操作：采用通訊閉鎖方式對監(jiān)控系統(tǒng)的遙控操作實施軟閉鎖。不能對遠(yuǎn)方遙控操作實施強(qiáng)制閉鎖。非正常解鎖操作后，防誤主機(jī)顯示的運行狀態(tài)與實際設(shè)備的運行狀態(tài)有可能不一致，此時需人工進(jìn)行設(shè)備對位。由于該系統(tǒng)不滿足“管理規(guī)定”中遠(yuǎn)方操作應(yīng)實現(xiàn)強(qiáng)制性閉鎖的要求，因此不是一種完善的防誤閉鎖裝置。

3.2 在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。防誤主機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)線和電纜與現(xiàn)場電控鎖具連接，并對其進(jìn)行解/閉鎖控制。所有電控鎖具自帶設(shè)備狀態(tài)采集功能，可實現(xiàn)在線設(shè)備對位。本實用新型公開了一種高壓電器領(lǐng)域中戶內(nèi)外高壓開關(guān)設(shè)備用的在線式微機(jī)閉鎖防誤操作系統(tǒng)，包括鎖具和主控微機(jī)，主控微機(jī)下端通過串口通信線連接PLC，PLC下端通過串口通信線連接鎖具，鎖具內(nèi)部安裝一個能識別鎖具分合狀態(tài)的開關(guān)裝置，操作主控微機(jī)發(fā)出的指令經(jīng)PLC信息處理后便可對鎖具分合操作，開關(guān)裝置將鎖具分合的信息上傳給PLC，再反饋給主控微機(jī)，本實用新型無需機(jī)械鑰匙或電腦編碼鑰匙，通過一臺主機(jī)與多個PLC的分布式控制，完成電氣防誤閉鎖的控制與操作，達(dá)到在線監(jiān)測和智能化保護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，操作方便，適應(yīng)性強(qiáng)，可與未來的綜合自動化接口。

3.3 綜合式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)合離線式和在線式微機(jī)防誤閉鎖裝置的各自優(yōu)點：對可遠(yuǎn)方遙控操作的電動設(shè)備，采用遙控閉鎖繼電器來實現(xiàn)閉鎖；對于監(jiān)控已經(jīng)采集其狀態(tài)的手動操作設(shè)備，可采用普通編碼鎖來實現(xiàn)就地操作的閉鎖。對于監(jiān)控系統(tǒng)無法采集狀態(tài)的臨時接地線、網(wǎng)門等設(shè)備，采用可采集設(shè)備狀態(tài)的電控鎖具來實現(xiàn)就地操作的閉鎖與監(jiān)控系統(tǒng)資源共享，用少量的電纜和電控鎖實現(xiàn)了在線式微機(jī)防誤閉鎖裝置的全部功能。珠海優(yōu)特卓越就采用了綜合式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。下面就介紹一下他的特點：

（1）設(shè)備狀態(tài)實時對位：由于智能鎖具自身具有狀態(tài)采集功能，可將現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)位置（包括網(wǎng)/柜門、臨時接地線）通過分布式控制器或電腦鑰匙準(zhǔn)確定時的上傳給防誤主機(jī)，實現(xiàn)自動實時保證防誤主機(jī)顯示的設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場的設(shè)備狀態(tài)一致。無需人工設(shè)置設(shè)備狀態(tài)。實用性：由于防誤主機(jī)顯示的設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場的設(shè)備狀態(tài)不一致時，將導(dǎo)致錯誤的模擬操作，從而造成惡性事故的發(fā)生（尤其是臨時接地線的操作）。保證設(shè)備狀態(tài)的正確性，是實現(xiàn)可靠防誤閉鎖的前提。對集控站和調(diào)度的防誤有著重大作用。（2）操作過程實時監(jiān)控：整個操作過程自動根據(jù)模擬操作票的順序進(jìn)行，防誤主機(jī)直接控制現(xiàn)場鎖具的解鎖、閉鎖操作，被操作設(shè)備的狀態(tài)和鎖具狀態(tài)經(jīng)智能鎖具采集后通過在線網(wǎng)絡(luò)返回給防誤主機(jī)，可實時顯示在防誤主機(jī)的圖形上，只有在檢測到當(dāng)前操作的設(shè)備狀態(tài)正確變位后再開放下一步的操作，整個操作過程可完全遠(yuǎn)程監(jiān)控。實用性：主控室隨時掌握現(xiàn)場倒閘操作進(jìn)程，有效防止操作中走“空程序”的問題?？蓪崿F(xiàn)普通編碼鎖防“空程序”和單人操作全程防誤等功能。（3）防誤邏輯實時判斷：由于防誤系統(tǒng)可實時采集設(shè)備狀態(tài)，在操作任務(wù)進(jìn)行時，防誤主機(jī)可根據(jù)設(shè)備位置狀態(tài)的變化，實時對當(dāng)前操作進(jìn)行防誤邏輯判斷，確定操作是否繼續(xù)或中止，及時控制在線鎖具和電腦鑰匙的操作。實用性：在實時任務(wù)操作中，如果設(shè)備位置狀態(tài)發(fā)生非正常變位時，防誤主機(jī)立即進(jìn)行防誤邏輯判斷，對違反五防規(guī)定的操作立即對設(shè)備實施閉鎖。

4 實例介紹

珠海共創(chuàng)有限公司研發(fā)的DC型變電站微機(jī)是為適應(yīng)變電站電氣防誤操作自動化的需求，在總結(jié)多年來變電站防誤閉鎖裝置開發(fā)、研究、生產(chǎn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)各地電力部門的要求，在確保變電站運行人員安全操作設(shè)備的同時切實減輕其勞動強(qiáng)度，運用新技術(shù)、新工藝，消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，集站內(nèi)設(shè)備聯(lián)鎖式自動防誤閉鎖和自動防誤解鎖、設(shè)備位置檢測、操作監(jiān)視、遠(yuǎn)方監(jiān)控操作、操作培訓(xùn)、操作信息管理等功能于一體。并具有在線高壓驗電、在線高壓測溫、等多種實時數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控擴(kuò)充功能，它徹底突破了電腦鑰匙方式，采用與國際同步的現(xiàn)場總線技術(shù)理念，在高度智能化的同時，全面地、徹底地實現(xiàn)了防誤閉鎖的各項功能，并能從根本上杜絕了誤操作的可能性。

DC型微機(jī)在線防誤操作票專家系統(tǒng)是一套專門為電力五防設(shè)計的模擬仿真系統(tǒng)及操作票專家系統(tǒng)軟件。針對電力系統(tǒng)對微機(jī)五防和操作票系統(tǒng)提出的要求，它將兩者有機(jī)地結(jié)合在一起，可完成操作票的自動生成、修改、打印，接線圖的制作，變電站一、二次設(shè)備圖形的制作、修改、打印及模擬操作，大大減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度，提高了效率。

5 結(jié)論

通過以上分析，我們可以看出，微機(jī)在線防誤系統(tǒng)的應(yīng)用能給變電站帶來便利。這類產(chǎn)品的使用可以有效避免安全隱患，降低勞動強(qiáng)度，提高效率。其次可靠的系統(tǒng)配置，使其成為小型變電站帶來經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢。

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[作者簡介]唐艷波（1969.3-），女，山東人，研究生學(xué)歷，高級工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)電力微機(jī)防誤閉鎖相關(guān)知識和運用。