淺談變電站中的一體化在線五防系統(tǒng)

李永建

（四川科銳得實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司，四川 成都610052）

0 引言

隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，防誤閉鎖技術(shù)也不斷改進(jìn)，而微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)作為防誤閉鎖技術(shù)的主流也不斷得到改進(jìn)，其中發(fā)展較快的是在線式微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)。目前，一體化在線五防系統(tǒng)作為防誤閉鎖技術(shù)一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)，將更好地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與五防系統(tǒng)的融合。

1 一體化在線五防系統(tǒng)組成

所謂五防，即防止變電站電氣系統(tǒng)中電氣誤操作的5個(gè)方面，分別為防止帶負(fù)荷分合刀閘、防止誤分合斷路器、防止帶地線合刀閘、防止誤入帶電間隔、防止帶電掛接地線。一體化在線五防是將五防系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)相融合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)五防系統(tǒng)的在線監(jiān)控。

一體化在線五防系統(tǒng)將五防系統(tǒng)嵌入監(jiān)控系統(tǒng)，并利用測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的防誤閉鎖技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)度端遙控操作和間隔聯(lián)鎖的防誤閉鎖功能。該系統(tǒng)一般由3層防誤閉鎖組成，即間隔層、站控層和現(xiàn)場(chǎng)單元電氣設(shè)備防誤閉鎖。

1.1 間隔層防誤閉鎖

間隔層的防誤閉鎖一般要借助變電站內(nèi)以太網(wǎng)和間隔測(cè)控裝置，利用間隔測(cè)控裝置的管理軟件將所需的圖紙繪制出來(lái)，再通過(guò)串口將其下載到裝置中。間隔層防誤閉鎖系統(tǒng)包括間隔聯(lián)鎖和間隔內(nèi)閉鎖，其中間隔聯(lián)鎖信息來(lái)源于裝置的本地和聯(lián)鎖裝置，且一般是通過(guò)查詢獲得，而間隔內(nèi)閉鎖一般用作簡(jiǎn)單防誤。一般情況下，間隔層防誤閉鎖技術(shù)可以根據(jù)測(cè)控裝置中電氣設(shè)備的位置變化信息完成間隔層的在線閉鎖，從而防止調(diào)度端對(duì)遠(yuǎn)方位置信息返回不及時(shí)而造成的失誤。

1.2 站控層防誤閉鎖

在實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)控圖形和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，監(jiān)控系統(tǒng)中增加了五防功能模塊，從而實(shí)現(xiàn)了操作票的智能生成管理。在一次設(shè)備的后臺(tái)遙控操作過(guò)程中，可以通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的共享與交換實(shí)現(xiàn)邏輯閉鎖功能。在對(duì)變電站一次設(shè)備進(jìn)行就地操作時(shí)，需要將操作票的相關(guān)內(nèi)容傳輸?shù)轿C(jī)中，然后通過(guò)微機(jī)的鑰匙功能實(shí)現(xiàn)就地操作的五防閉鎖。站控層防誤閉鎖在變電站中使用頻繁，其閉鎖面廣泛且閉鎖可靠程度較高，可以有效避免人工操作的失誤。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)單元電氣設(shè)備防誤閉鎖

這種防誤閉鎖是通過(guò)二次電纜連接對(duì)電氣設(shè)備的操作流程進(jìn)行閉鎖。該技術(shù)利用電氣設(shè)備本身的位置實(shí)施閉鎖，實(shí)時(shí)性較強(qiáng)且操作極為方便；然而其需要大量電纜，且工作量較大。此外，當(dāng)輔助接點(diǎn)的可靠程度較差時(shí)，就容易造成閉鎖穩(wěn)定性降低。該層的防誤閉鎖范圍是整個(gè)變電站的隔離刀閘。

2 一體化在線五防系統(tǒng)運(yùn)行方式

一體化在線五防系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)與在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)相互獨(dú)立的基礎(chǔ)上，將五防閉鎖的功能融入計(jì)算機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)與五防系統(tǒng)的融合，進(jìn)而得以共享各種軟件及硬件資源。在軟件部分，將五防系統(tǒng)中的防誤模塊嵌入監(jiān)控系統(tǒng)中；在硬件部分，將五防操作的主控機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)鎖具增加到監(jiān)控機(jī)中。通過(guò)如此改進(jìn)，微機(jī)不僅可以作為監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)機(jī)，還可以作為防誤系統(tǒng)的主機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了五防和監(jiān)控的一體化。一體化在線五防系統(tǒng)的運(yùn)行方式如圖1所示。

圖1 一體化在線五防系統(tǒng)運(yùn)行方式

在監(jiān)控系統(tǒng)與五防系統(tǒng)進(jìn)行融合后，二者可以共用一次實(shí)時(shí)庫(kù)和接線圖。在具體實(shí)施過(guò)程中，先在該一體化機(jī)上完成五防規(guī)則校驗(yàn)和操作預(yù)演，然后生成操作票，再由監(jiān)控五防一體化機(jī)將操作票轉(zhuǎn)發(fā)給五防操作主控機(jī)，最后由主控機(jī)對(duì)當(dāng)前操作進(jìn)行校驗(yàn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了開票閉鎖和倒閘操作過(guò)程閉鎖的雙重閉鎖功能。

五防操作主控機(jī)可對(duì)鎖具狀態(tài)進(jìn)行周期性的實(shí)時(shí)檢測(cè)，以確保鎖具能夠正常解鎖、閉鎖。一旦檢測(cè)出鎖具出現(xiàn)故障，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)通知維修人員進(jìn)行維修。

3 一體化在線五防系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 優(yōu)點(diǎn)

一體化在線五防系統(tǒng)將獨(dú)立的微機(jī)五防系統(tǒng)嵌入到監(jiān)控系統(tǒng)中，從而在運(yùn)用過(guò)程中，能夠有效利用計(jì)算機(jī)資源，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。一體化在線五防系統(tǒng)可以減少模擬操作的時(shí)間，從而保證以更快的速度進(jìn)行操作和故障處理。

（1）五防系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)獨(dú)立使用時(shí)都存在通訊故障的問(wèn)題，采用一體化在線五防系統(tǒng)可以有效解決這一問(wèn)題，并且響應(yīng)速度快、操作簡(jiǎn)單。另外，變電站端的任何操作都需經(jīng)過(guò)間隔層和站控層的五防規(guī)則校驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)單元電氣設(shè)備閉鎖這3級(jí)防誤，這就提高了變電站倒閘操作的安全性。（2）該系統(tǒng)主要需對(duì)現(xiàn)場(chǎng)電腦鑰匙、系統(tǒng)軟件、鎖具等進(jìn)行日常維護(hù)。監(jiān)控系統(tǒng)與五防系統(tǒng)的融合，大大降低了五防系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)的工作量。在一體化在線五防系統(tǒng)中，五防系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)和鎖具維護(hù)都由專業(yè)的人員實(shí)施，從而提高了五防系統(tǒng)的可靠度。（3）一體化在線五防系統(tǒng)將監(jiān)控系統(tǒng)和五防系統(tǒng)的硬件及軟件相結(jié)合，節(jié)約了系統(tǒng)配置，僅用一臺(tái)計(jì)算機(jī)及相關(guān)配套硬件就完成了原來(lái)需2臺(tái)計(jì)算機(jī)才能完成的任務(wù)，而且可以直接引用實(shí)時(shí)信息。（4）該系統(tǒng)具有一次設(shè)備狀態(tài)信息實(shí)時(shí)采集的功能，不僅可以實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)一次設(shè)備的狀態(tài)，而且保證了采集信息的可靠性。

3.2 缺點(diǎn)

雖然該系統(tǒng)得到廣泛運(yùn)用，但其在運(yùn)用過(guò)程中依然存在缺點(diǎn)。該系統(tǒng)的鎖具操作結(jié)果都是由主控機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和人工進(jìn)行確認(rèn)的，在操作完成后會(huì)形成虛遙信號(hào)，這些信號(hào)傳入五防工作站，會(huì)導(dǎo)致五防系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和安全性缺失。此外，如果監(jiān)控系統(tǒng)和五防系統(tǒng)的出廠廠家不同，就會(huì)因?yàn)槎咚褂玫难b置設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，而造成兩個(gè)系統(tǒng)的融合性變差，最終導(dǎo)致部分閉鎖設(shè)備的功能缺失。

同時(shí)，在安全性能上，一體化在線五防系統(tǒng)相對(duì)于五防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其自動(dòng)化程度較差，因而造成系統(tǒng)維護(hù)難度較大，容易誤改監(jiān)控機(jī)的信息。一體化在線五防系統(tǒng)將監(jiān)控系統(tǒng)和五防系統(tǒng)相融合，需要改變主接線圖，在此基礎(chǔ)上增加某些一次設(shè)備，使得系統(tǒng)較為復(fù)雜，增加了維護(hù)與調(diào)度的難度。

4 一體化在線五防系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決措施

4.1 安裝調(diào)試存在的問(wèn)題及解決措施

如果自動(dòng)化廠家是初次制造一體化在線五防系統(tǒng)，那么在設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試上就難免會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在實(shí)際操作過(guò)程中，五防系統(tǒng)的軟件和鎖具大多不是出自同一廠家，加上在實(shí)際安裝調(diào)試過(guò)程中溝通不當(dāng)或協(xié)調(diào)不暢，很容易導(dǎo)致系統(tǒng)的安裝調(diào)試出現(xiàn)問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，軟件和硬件廠家都要互相參與設(shè)計(jì)，例如五防系統(tǒng)廠家要參與到綜合自動(dòng)化廠家的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去，從而在系統(tǒng)出廠前有效解決其安裝調(diào)試存在的問(wèn)題，并確保設(shè)計(jì)的規(guī)范性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

4.2 實(shí)際操作存在的問(wèn)題及解決措施

在使用一體化在線五防系統(tǒng)時(shí)，不能同時(shí)進(jìn)行多任務(wù)、無(wú)邏輯關(guān)聯(lián)的模擬操作，這使得變電站不能同時(shí)對(duì)不同電壓等級(jí)進(jìn)行電氣操作。對(duì)于這一問(wèn)題，就需要在系統(tǒng)的模擬操作過(guò)程中增加多任務(wù)功能。在一體化在線五防系統(tǒng)的配置規(guī)定中，刀閘機(jī)構(gòu)箱必須裝配機(jī)械掛鎖，并按照操作流程進(jìn)行操作，即先打開刀閘機(jī)構(gòu)箱，然后接入電機(jī)電源，再進(jìn)行刀閘遙控操作。在這一過(guò)程中，操作人員需頻繁遠(yuǎn)方操作及開鎖，導(dǎo)致其必須在主控室和高壓場(chǎng)地頻繁往返，從而造成操作復(fù)雜繁瑣。針對(duì)這種情況，最有效的辦法是引出刀閘電機(jī)電源，將其放到專用的刀閘集控箱中，從而避免頻繁開鎖和投退電源。

5 結(jié)語(yǔ)

一體化在線五防系統(tǒng)使電力系統(tǒng)中五防閉鎖系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的使用、發(fā)展不再相互獨(dú)立，并能實(shí)時(shí)采集通訊信息，保障通訊信息的可靠性與安全性，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖具操作情況的跟蹤和及時(shí)檢測(cè)。該系統(tǒng)具有眾多優(yōu)點(diǎn)，是一種綜合性的新系統(tǒng)，是防誤閉鎖技術(shù)發(fā)展的一種新趨勢(shì)。

［1］黃文龍，程華，梅峰，等.變電站五防一體化在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)用保護(hù)與控制，2009（23）

［2］楊衛(wèi)軍，傅靜.淺談變電站五防一體化系統(tǒng)［J］.科技視界，2012（34）

［3］智全中，秦廣召，婁偉，等.五防系統(tǒng)在智能化變電站中應(yīng)用分析［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009（23）