變電站五防系統(tǒng)的實現(xiàn)方式探討

劉俊峰，謝學剛，舒榮，韓建平

（云南電力技術(shù)有限責任公司，云南 昆明 650217）

隨著社會的不斷發(fā)展，人們對于電力的要求越來越高，不但用電量大幅提升，而且對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性有非常高的要求。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，電壓等級不斷提升，一旦發(fā)生異常故障，造成的影響會非常大。變電站作為電力系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的組成部分，在運行中一旦出現(xiàn)誤操作事件會對變電站的正常運轉(zhuǎn)造成影響，甚至引發(fā)嚴重事故，為了避免這種情況的出現(xiàn)，一方面要高度重視變電站的運營管理；另一方面必須要加強五防系統(tǒng)的應(yīng)用。五防系統(tǒng)就是用來規(guī)避運維人員的誤操作，更好地確保變電站安全，保障電網(wǎng)安全的具體措施。

1 五防系統(tǒng)概述及其特點

1.1 五防系統(tǒng)概述

在電力系統(tǒng)中，倒閘操作是非常重要的運維作業(yè)內(nèi)容，其操作的正確性直接決定人員和生產(chǎn)的安全。一旦在倒閘作業(yè)中出現(xiàn)誤操作，就有可能會造成嚴重電網(wǎng)故障、設(shè)備損壞，乃至引發(fā)重大人身事故。所以找到一種有效的避免誤操作的措施，對于保障電網(wǎng)安全至關(guān)重要。1990年，國家電網(wǎng)公司提出了電氣設(shè)備“五防”要求，從而對于電氣防誤管理給出了非常明確的要求。所謂的“五防”指的就是如下的五個方面：一是要防止誤分、合斷路器；二是防止帶負荷分、合隔離開關(guān)；三是防止帶電掛(合)接地線；四是防止帶地線送電；五是防止誤入帶電間隔。

1.2 五防系統(tǒng)的特點

（1）五防系統(tǒng)的工作站，對于整個變電站的正常運行有非常重要的作用，不但本身具有較強靈活性與操控性的關(guān)鍵節(jié)點，從而對整個系統(tǒng)實施操作和控制，而且還具有一定的獨立屬性，所以能夠基于不同狀況選擇不同的運行模式，進而達到優(yōu)化變電站系統(tǒng)操控的效果。

（2）對于變電站來說，五防保護系統(tǒng)的核心價值在于對系統(tǒng)的操作實施有效防誤，已達到一定的監(jiān)控效果，從而實現(xiàn)資源優(yōu)化配置。這也意味變電站能夠在無需通訊技術(shù)的基礎(chǔ)上就能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)信息的傳遞，進而能夠用于整個系統(tǒng)的信息自查，以免運行中出現(xiàn)相應(yīng)的錯誤。這樣一來就可以無需二次建模，從而使得系統(tǒng)維護工作量得到有效的優(yōu)化，也讓防誤本身的效率和便捷性得到保障，而且還讓數(shù)據(jù)的準確性有了更可靠的保障。

（3）隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，五防系統(tǒng)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)揮的作用也越來越大，而且是監(jiān)控智能化的中的重要內(nèi)容。通過持續(xù)的技術(shù)升級和不斷創(chuàng)新，五防技術(shù)已經(jīng)很好的融合了監(jiān)控系統(tǒng)，出現(xiàn)了很多新特征，諸如實現(xiàn)了數(shù)據(jù)圖形界面化，能夠?qū)Χ嗖僮飨到y(tǒng)具有支持作用，從而為運維人員提供了更便捷的操作環(huán)境，是人員的勞動環(huán)境得到了大幅改善。

2 五防系統(tǒng)的實現(xiàn)方式

2.1 機械閉鎖

機械閉鎖顧名思義就是通過機械結(jié)構(gòu)間的聯(lián)系和制約，從而來實現(xiàn)閉鎖功能。這也是非常常見的一種防誤裝置，能夠非常有效的實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的閉鎖功能，從而使其無法被操作。機械閉鎖是以機械裝置限位、制約來實現(xiàn)的，所以不需要其他裝置諸如電子鑰匙、終端等等予以輔助，也無需其他的相關(guān)信息。所以在變電站中，機械閉鎖有著非常廣泛的應(yīng)用，特別是在母線側(cè)隔刀與地刀之間的閉鎖，機械閉鎖裝置具有非常好的應(yīng)用效果，以非常簡單的裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)同一時點只有一個刀閘在位。機械閉鎖有其非常顯著的優(yōu)勢，不僅直觀醒目，而且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，一般情況下不會出現(xiàn)故障。但是機械閉鎖的適用范圍相對來說較為有限，通常只能針對開關(guān)柜、一些刀閘地刀間閉鎖來實施閉鎖公共能，而對于更廣泛的領(lǐng)域，機械閉鎖無法予以使用。

2.2 程序閉鎖

程序閉鎖的實現(xiàn)，是通過電子鑰匙傳遞程序，從而保證操作符合既定要求的順序，從而實現(xiàn)實現(xiàn)閉鎖的一種防誤手段。運用程序閉鎖，運維人員只需要持有電子鑰匙即可，所以不需要受到時間和空間的限制，技術(shù)人員對其使用也非常容易掌握。但是程序閉鎖的問題在于，其功能相對簡單。所以遇到站內(nèi)主線具有較高復(fù)雜度的情況，則還需要設(shè)置母線倒排鎖，這使得整個過程的復(fù)雜性大幅增加。另外程序操作不能對面板按鈕遠程控制，這也使得其運維成本相對較高。一旦在此過程中發(fā)生錯誤，必須要從頭再次開始。所以當前程序閉鎖在變電站中的應(yīng)用已經(jīng)相對較少。

2.3 電氣閉鎖

電氣閉鎖的主要原理是基于設(shè)備電磁線圈的作用實現(xiàn)的電磁閉鎖。這種閉鎖方式的優(yōu)勢在于操作簡單，無需要特別輔助，邏輯性也非常明確。但是就當前的實際應(yīng)用來看，也存在著以下幾方面的問題：首先是電氣閉鎖通常情況下都不具有反向閉鎖功能，必須要與電器聯(lián)鎖電路配合，才能實現(xiàn)正方向變化。其次，電氣閉鎖的環(huán)境有一定的要求，尤其電磁線圈可能因為受潮而損壞，所以其穩(wěn)定性相對不足。此外，與機械閉鎖相比，電氣閉鎖需要更大的施工量，因為針對電氣閉鎖往往需要大量外敷電纜。還有，電氣閉鎖功能，可能會因為回路絕緣出現(xiàn)問題而影響其正常作用。

2.4 微機防誤閉鎖裝置

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，微機防誤閉鎖裝置逐漸得到了廣泛應(yīng)用，這也是當前變電站中應(yīng)用最為廣泛的一種五防實現(xiàn)方式。該系統(tǒng)主要包括計算機、模擬操作、顯示器、信息采集段、通信系統(tǒng)、解鎖鑰匙、電子閉鎖裝置等構(gòu)成。將變電站內(nèi)的全部設(shè)備的操作原則，尤其是允許操作原則額，導入防誤規(guī)則庫。然后在執(zhí)行過程中，系統(tǒng)通過采集設(shè)備分合閘，進而對邏輯實施判斷，操作正確的情況下，系統(tǒng)會判斷符合防誤規(guī)則，則模擬操作會生效；如果操作錯誤，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)與防誤規(guī)則不符，則會發(fā)出報錯提醒。當模擬操作生效以后，系統(tǒng)主機會生產(chǎn)操作票，然后指令被傳遞至解鎖鑰匙；獲取解鎖要是以后，再按照操作票的具體內(nèi)容完成順序操作，從而達到防誤閉鎖的作用。

微機防誤閉鎖就當前的應(yīng)用效果來看，不但操作便捷高效，而且具有很好的擴充性，可根據(jù)需求及時擴充和延展功能。但是其局限性在于受計算及性能的影響較大。在持續(xù)工作的狀態(tài)下，五防主機可能會出現(xiàn)死機的狀況，這樣一來會影響五防系統(tǒng)的啟動，導致變電站的五防系統(tǒng)無法發(fā)揮正常的功能。

針對微機防誤閉鎖可能出現(xiàn)的五防主機死機的問題，可以采用分散式五防裝置從而來有效應(yīng)對這一問題。所謂分散式裝置，就是增加1套專家系統(tǒng)規(guī)則庫規(guī)則，從而在五防主機死機的情況下，基于專家系統(tǒng)能夠?qū)嵤╅]鎖，以免整個系統(tǒng)處于無防的狀態(tài)。

3 變電站中五防系統(tǒng)的具體應(yīng)用

3.1 斷路器的防誤系統(tǒng)

斷路器是變電站中的重要設(shè)備，對其實施操作的時候，既可以采用遠程操作，也可以現(xiàn)場就地操作。而在就地操作時候，必須要借助CIS匯控柜斷路器來實現(xiàn)，在這個過程中，通常電氣防誤閉鎖、微機防誤閉鎖裝置都會發(fā)揮不可或缺的作用。而在利用監(jiān)控機遠程操作時，電氣防誤閉鎖、微機防誤閉鎖對于保證操作的有效性同樣有重要的意義。

3.2 成套高壓開關(guān)設(shè)備防誤系統(tǒng)

變電站中的成套高壓開關(guān)設(shè)備，通常其接地刀閘都配置了與微機閉鎖相聯(lián)系的編碼鎖，另外設(shè)備本身也有機械聯(lián)鎖的功能。所以，在整個成套開關(guān)設(shè)備的使用中，機械被鎖與微機閉鎖有非常重要的作用。

4 結(jié)語

綜上所述，作為電力系統(tǒng)中的重要組成部分，變電站的穩(wěn)定性和安全性意義重大，而防止變電站在運維過程中出現(xiàn)誤操作，是保證變電站穩(wěn)定性和安全性的基礎(chǔ)。所以，必須要充分發(fā)揮五防系統(tǒng)的作用，為變電站運行創(chuàng)造良好的操作環(huán)境。