基于適用于變電站的結(jié)合電力五防的新型智能鎖具設(shè)計研究

沈華 林林 陳葛亮

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，以及智能電網(wǎng)的普及，智能變電站的作用越來越明顯，為此，人們將電力五防新型智能鎖具應(yīng)用其中，避免安全事故發(fā)生。本文對智能變電站五防設(shè)計情況及實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行總結(jié)，并從智能鎖具的管理流程、智能鎖具與管理平臺的連接、間隔層五防對變電站的影響、新型智能鎖具的作用對象四方面，論述了電力五防新型智能鎖具設(shè)計的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：變電站；電力五防；新型智能鎖具

中圖分類號：TM76；TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0172-02

0 前言

在變電站運(yùn)行過程中，為了確保整個電網(wǎng)的運(yùn)行安全，電氣誤操作的預(yù)防顯得尤為重要，為此，變電站將會采取各種電氣誤操作預(yù)防措施來降低各種惡性事件的發(fā)生，為內(nèi)部電網(wǎng)和設(shè)備提供保護(hù)。其中，五防系統(tǒng)屬于是其中一項(xiàng)重要手段。隨著自動化技術(shù)不斷發(fā)展，相關(guān)技術(shù)也得到了不斷完善，新型閉鎖功能也得到了更新，讓智能鎖具的作用得到了進(jìn)一步發(fā)揮。

1 智能變電站結(jié)合五防的設(shè)計理念

1.1 五防的概念

在變電站系統(tǒng)之中，五防系統(tǒng)主要包括以下內(nèi)容，即避免分合刀閘帶有負(fù)電荷、避免誤入帶電隔離區(qū)間、斷路器的誤分合、帶電掛接地線以及帶地線合刀閘，這五項(xiàng)電氣誤操作問題在傳統(tǒng)變電站之中十分常見。另外，該系統(tǒng)在整個智能變電站系統(tǒng)之中起著非常重要的作用，其保障性也極為實(shí)用，可以維護(hù)變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.2 變電站對五防的要求

隨著變電站朝著智能化方向發(fā)展，相關(guān)系統(tǒng)之中的五防一體化程度也更加明顯，它可以對變電站之中的自動化系統(tǒng)賦予閉鎖軟件更所的邏輯性，不但可以降低設(shè)備的重復(fù)配置，更能在誤操作閉鎖過程中發(fā)揮出重要作用。為了將變電站中的安全性和可靠性等特點(diǎn)展示出來，國家電網(wǎng)從2009年開始，對防誤操作等系統(tǒng)功能提出了明確要求，需要將高度集成一體化特點(diǎn)展示出來，并提出了變電站具體的智能化設(shè)計思路，除了避免閉鎖功能出現(xiàn)問題之外，還做出了更多詳細(xì)規(guī)定，從而為五防系統(tǒng)的進(jìn)步奠定基礎(chǔ)。

1.3 變電站中一體化五防的基本特點(diǎn)

變電站中的五防系統(tǒng)主要以監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過五防和監(jiān)控系統(tǒng)的一體化集成而實(shí)現(xiàn)，這也是智能化變電站之中的顯著特點(diǎn)之一，具體配置特點(diǎn)如下：在傳統(tǒng)變電站系統(tǒng)之中，五防工作站同樣具備靈活性特點(diǎn)，人們可以根據(jù)現(xiàn)場情況對各種功能進(jìn)行選擇，而且還能對其進(jìn)行獨(dú)立配置。在智能化變電站之中，一體化五防系統(tǒng)可以和監(jiān)控系統(tǒng)形成更加密切的配合，利用監(jiān)控功能，將界面組件的全圖形化特點(diǎn)展示出來，及時將操作問題挖掘出來，提升用戶操作體驗(yàn)感，將工作人員的工作負(fù)擔(dān)降低。除此之外，在新的智能變電站五防系統(tǒng)之中，人們在五防數(shù)據(jù)讀取上顯得更加方便。傳統(tǒng)變電站在此項(xiàng)操作上，還涉及到很多中間環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)提取難度極高，提取效率也十分低下。從上述論述之中可以看出，通過智能變電站和五防的結(jié)合，讓數(shù)據(jù)庫圖形界面實(shí)現(xiàn)了共用，同時也讓五防之中的所有功能得到了發(fā)揮，尤其是智能鎖具的成功設(shè)計[1]。

2 變電站結(jié)合電力五防的新型智能鎖具實(shí)現(xiàn)方式

2.1 電氣防誤閉鎖

在電氣防誤閉鎖回路建設(shè)過程中，主要是通過相關(guān)設(shè)備的輔助觸點(diǎn)連接而實(shí)現(xiàn)，該種方式屬于電氣聯(lián)鎖技術(shù)，其中具備的表現(xiàn)形式也并不復(fù)雜，屬于一種基本性質(zhì)的電氣閉鎖形式，但在效果上展示的尤為明顯，高出其他技術(shù)很多。但該種方式在應(yīng)用上也存在一些缺陷，只有當(dāng)大量的二次電纜接入之后，才能實(shí)現(xiàn)電氣防誤閉鎖功能，整個接線方式也顯得極為復(fù)雜，增加了整條線路的維護(hù)難度。另外，為確?！拔宸馈惫δ艿耐暾?，除了避免開關(guān)等誤操作之外，還需要對帶電隔離誤操作進(jìn)行預(yù)防，此項(xiàng)功能該種閉鎖形式無法實(shí)現(xiàn)。針對于此閉鎖回路之中存在的不足，技術(shù)人員需要在平時工作之中對其回路進(jìn)行不斷完善，讓鎖具的閉鎖形式顯得更加多樣化。值得注意的是，線路復(fù)雜問題還是無法得到解決。

2.2 機(jī)械防誤閉鎖

在變電站內(nèi)部使用機(jī)械防誤閉鎖，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)之間聯(lián)系性的有效加強(qiáng)，讓相關(guān)操作部位設(shè)計顯得更加緊密，操作方式也會顯得更加便捷。在長期應(yīng)用過程中，人們發(fā)現(xiàn)這種新型鎖具具備很多優(yōu)勢，而且自身結(jié)構(gòu)也十分簡單，在后續(xù)發(fā)展中對其重點(diǎn)推廣。站在可靠性角度來說機(jī)械防誤閉鎖各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)，均來源于機(jī)械結(jié)構(gòu)的傳動，最終讓閉鎖裝置達(dá)到相關(guān)要求，即使沒有實(shí)現(xiàn)操作，但正向和反向閉鎖功能都能成立。與此同時，該設(shè)備同樣具備很多優(yōu)點(diǎn)，如防塵、防污染等等，可以在惡劣環(huán)境之中進(jìn)行安裝和使用。該裝置在應(yīng)用中的缺點(diǎn)主要集中在聯(lián)動環(huán)節(jié)較多上，只要是某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，故障便會馬上擴(kuò)散和蔓延，可靠性大大降低[2]。

2.3 程序鎖

在設(shè)備操作上，一般都會出現(xiàn)明顯的操作控制距離限制問題，而且很多操作設(shè)備都無法在戶外配電裝置之中進(jìn)行應(yīng)用，進(jìn)而導(dǎo)致資源優(yōu)化過程不太順利。而程序鎖的應(yīng)用，正是根據(jù)具體的操作部位和順序，將鑰匙作為一種特殊的傳遞媒介，在設(shè)備操作距離控制上取得了極大突破，進(jìn)而讓設(shè)備應(yīng)用范圍極為廣泛?？偟膩碚f，程序鎖的優(yōu)勢和缺陷是共同存在的，在其使用過程中，必須保證是一氣呵成，中間不能出現(xiàn)間斷問題，只有這樣，才能提升程序鎖應(yīng)用的可靠性。但如果在應(yīng)用時并沒有找到第一把鎖，便無法實(shí)現(xiàn)具體的程序操作，此時，程序鎖的作用發(fā)揮也會受到嚴(yán)重限制，具體功能也無法被展示出來。

2.4 傳統(tǒng)微機(jī)五防系統(tǒng)

由于計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)在變電站自動化系統(tǒng)之中相繼得到應(yīng)用，讓計算機(jī)五防系統(tǒng)可以對高壓開關(guān)設(shè)備之中的電氣誤操作進(jìn)行適當(dāng)干預(yù)。一般來說，防誤閉鎖裝置中常見設(shè)備主要包括開關(guān)、刀閘以及遮攔網(wǎng)門等等，這些裝置的作用也存在不同性。更重要的是，這些設(shè)備在應(yīng)用過程中都會處于系統(tǒng)軟件控制領(lǐng)域之中，確保整個操作閉鎖規(guī)則和軟件編寫要求相符，并借助于電編碼鎖和機(jī)械編碼鎖，將其中的閉鎖功能合理展示出來。

2.5 一體化的微機(jī)五防系統(tǒng)

在一體化集成五防系統(tǒng)應(yīng)用過程中，主要是以一體化管理思路為主，在相關(guān)設(shè)計過程中實(shí)現(xiàn)對變電站的實(shí)時監(jiān)控，并將信息系統(tǒng)子站以及變電站日常管理等工作集中在一起。整體來看，這些子系統(tǒng)在邏輯表達(dá)方面具備各自獨(dú)立特點(diǎn)，并對數(shù)據(jù)庫和圖形界面進(jìn)行共享操作，不但可以滿足相關(guān)數(shù)據(jù)信息的有效應(yīng)用，還可以讓各個子系統(tǒng)之間保持在相對獨(dú)立狀態(tài)下，根據(jù)具體要求來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)配置，這樣一來，相關(guān)操作功能也會顯得更加靈活、便捷[3]。

3 五防新型智能鎖具設(shè)計應(yīng)用的注意事項(xiàng)

3.1 智能鎖具的管理流程

在智能鎖具管理過程中，涉及到的管理流程包括以下幾方面：首先，工作人員需要將操作工作者的信息以及電子鑰匙信息等輸入到管理平臺之中；其次，當(dāng)工作人員接收到設(shè)備維修指令之后，應(yīng)立即趕到指定位置，準(zhǔn)備好維修操作的具體工具和步驟，此時，工作人員還要提前對五防操作流程進(jìn)行模擬，之后生成具體的開鎖順序。再次，在工作人員到達(dá)現(xiàn)場之后，需要根據(jù)具體的工作票信息將智能鎖具激活，此時，人們便可以判斷該開鎖順序是否可以成功開鎖。另外，工作人員需要嚴(yán)格執(zhí)行具體的開鎖順序，確保維護(hù)工作的開展不會出現(xiàn)任何遺漏。最后，在上述步驟全部確定之后，現(xiàn)場工作人員需簡要憑借智能鎖具將解鎖維護(hù)工作明確出來，降低由于人為因素干擾而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生幾率。

3.2 智能鎖具與管理平臺的連接

在整個操作過程中，人們可以通過智能鎖具以及管理平臺和云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)信號連接，無論智能鎖具處于何種狀態(tài)，均有與之相對應(yīng)的時間傳輸?shù)焦芾砥脚_之上，便于每一個工作人員對設(shè)備維護(hù)進(jìn)度和時間進(jìn)行了解，避免出現(xiàn)漏鎖問題。與此同時，人們還可以通過控制平臺，對智能鎖具進(jìn)行操作，并以此來確保智能鎖具的正常開啟或者是關(guān)閉，提升工作人員的工作效率。另外，在本次研究中，部分智能鎖具還加入了很多電子鎖芯，即使在網(wǎng)絡(luò)斷開的環(huán)境下，也能實(shí)現(xiàn)正常開啟或者是關(guān)閉。在上述方式作用下，變電站結(jié)合電力五防的新型智能鎖具還能在管理、控制平臺等的作用下，對傳統(tǒng)鎖具進(jìn)行替代，確保智能鎖具的安全性，降低安全事故的發(fā)生率。值得注意的是，站在普通工作人員角度來說，整個智能鎖具的應(yīng)用不能脫離科學(xué)的創(chuàng)造構(gòu)思，整個操作過程還要處于正常的保護(hù)范圍內(nèi)[4]。

3.3 間隔層五防對變電站的影響

受相關(guān)操作機(jī)制的影響，變電站之中的間隔層以及過程層設(shè)備之間，具體的開關(guān)量采集和控制很難實(shí)現(xiàn)。在此過程中，也會引發(fā)一些新的問題，如過程層智能終端下放等等。也正是由于這些問題的出現(xiàn)，對于智能變電站五防系統(tǒng)應(yīng)用提出了更多挑戰(zhàn)，如何將閉鎖功能完全展示出來，是相關(guān)管理和技術(shù)人員共同面對的問題，改變他們的操作習(xí)慣，引導(dǎo)工作人員對新的操作規(guī)范和流程進(jìn)行了解和適應(yīng)，并通過不斷提升操作熟練度，將其對整個系統(tǒng)的影響力降到最低。站在現(xiàn)階段發(fā)展角度來說，變電站已經(jīng)朝著更加智能的方向發(fā)展，這也為新型智能鎖具設(shè)計提出了具體標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計人員在設(shè)計工作開始之前，需要對變電站實(shí)際發(fā)展情況和需求進(jìn)行了解，維護(hù)其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.4 新型智能鎖具的作用對象

變電站中電力五防新型智能鎖具的特點(diǎn)十分明顯，在具體工作過程中，管理平臺需要對每個操作人員信息進(jìn)行記錄，作為智能鎖具授權(quán)的基本標(biāo)準(zhǔn)。另外，新型智能鎖具與管理平臺和控制平臺之間同樣存在很大聯(lián)系，從而對人工操作進(jìn)行取代，降低人為風(fēng)險因素的發(fā)生。另外，在變電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整上，可以讓復(fù)雜的變電站管理工作內(nèi)容簡單化，將自動化管理特點(diǎn)展示出來，并對維護(hù)環(huán)境進(jìn)行全面優(yōu)化，在也是智能變電站與常規(guī)變電站的本質(zhì)性區(qū)別。與此同時，在內(nèi)部環(huán)境管理優(yōu)化過程中，相關(guān)操作系統(tǒng)的難度也會進(jìn)一步降低，而且智能化操作也會在倒閘使用時展示出來，作用效果極為明顯。站在具體變電站運(yùn)行角度來說，一鍵式操作的應(yīng)用，主要是為間隔層主體設(shè)計的，在誤操作問題避免上具有很強(qiáng)效果。

4 結(jié)語

綜上所述，在新型變電站運(yùn)行過程中，涉及到很多新技術(shù)和新的運(yùn)行管理模式，讓傳統(tǒng)五防鎖具不再適用。如何在變電站智能化發(fā)展過程中提供一種新的安全性較高的五防新型鎖具，降低誤操作事件的發(fā)生率，已經(jīng)成為各個變電站發(fā)展的重要內(nèi)容。為此，各個管理和工作人員需要對新型鎖具的工作原理進(jìn)行了解，為整個變電站運(yùn)行提供基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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