500 kV變電站五防一體化監控系統探討

樊紅克

(清遠供電局，廣東 清遠 511500)

隨著電力系統的飛速發展，變電站所使用的傳統獨立五防系統在設備資源浪費、維護工作繁瑣以及通訊接口協議等方面的不足日益突出。于是五防一體化監控系統應運而生且不斷發展，但其在實際使用過程中還存在一定的問題，亟待改進。

1 五防一體化監控系統結構

500 kV庫灣變電站采用NS3000型綜合自動化系統，其五防系統的軟件集成在NS3000系統中，是集成在圖形顯示界面上的圖形開票系統，完全實現“五防一體化”功能。站控層、間隔層“五防”功能實現相互獨立，能夠在倒閘操作中實現防誤閉鎖功能，其結構連接方式見圖1。

圖1 五防一體化監控系統結構

2 主要配置

(1)站控層防誤閉鎖功能由NS3000綜合自動化2臺主機、2臺操作員機在遙控時同時實現。

(2)間隔層防誤閉鎖功能由間隔層測控裝置上的專用閉鎖板開出BK節點實現，且站控層和間隔層防誤閉鎖功能相互獨立。

(3)斷路器就地操作分合閘回路(測控裝置及GIS匯控箱)中串入電氣編碼鎖，電腦鑰匙采集到正確的鎖碼時可以插入鎖具并接通分合閘回路控制電源進行就地操作。

(4)在GIS匯控箱的隔離開關、接地開關的就地操作分合閘回路中串入電氣編碼鎖，電腦鑰匙采集到正確的鎖碼時可以插入鎖具并接通分合閘回路控制電源進行就地操作。

(5)在隔離開關、接地開關的機構箱上懸掛機械式掛鎖，電腦鑰匙采集到正確的鎖碼時可以插入鎖具打開機械式掛鎖進行機構箱就地操作。

(6)在箱式站用變、串聯電抗器、電容器組、主變中性點隔直裝置等各種網門上懸掛機械式掛鎖，電腦鑰匙采集到正確的鎖碼時可以插入鎖具打開機械式掛鎖實現設備檢修時打開設備網門。

(7)在線路等接地刀閘處裝設臨時接地樁并懸掛機械式掛鎖，可以實現當接地刀閘操作失靈時的應急接地處置。

(8)配置2臺TCZ-III型通訊充電裝置，實現電腦鑰匙的充電及與監控系統的通信。

(9)配置DY-III型電腦鑰匙，實現操作步驟的下傳、操作完成后的上傳、現場電氣鎖碼檢驗接通及機械掛鎖的開啟。

3 存在的主要問題

3.1 通訊

監控系統經數據交換機通過以太網，再經以太網交換機同一臺TCZ-III型通訊充電裝置進行數據交換。500 kV庫灣變電站NS3000綜合自動化系統自安裝調試以來，多次發生網絡通訊不穩定現象。雖然綜合自動化系統采用了雙網配置，但是TCZ-III型通訊充電裝置同監控系統目前僅采用單A網通訊，當A網絡通訊出現問題時，五防系統通訊功能失去，五防功能也將完全喪失。

3.2 鑰匙同步

傳統獨立型五防系統的操作步驟記憶需依賴電腦鑰匙，開關、刀閘的變位信息需鎖匙同步上傳并同監控主機自動對位來確認。500 kV庫灣變電站五防一體化系統由于操作步驟記憶完全依賴監控系統軟件記憶，對電腦鑰匙的同步性要求不高。目前的現狀為，在模擬完操作任務后下傳操作任務至電腦鑰匙后，去掉五防鑰匙監控系統還可以實現遙控，即不用鑰匙，只有當出現現場操作性步驟時才提示需要電腦鑰匙。

3.3 鑰匙記憶

由于五防一體化對電腦鑰匙的依賴性很小，所以在硬件配置上對電腦鑰匙異常失電的設計缺失，導致電腦鑰匙異常失電后數據消失，對大型多步驟操作過程中電腦鑰匙的異常缺乏應對措施。

3.4 當前功能設置

站控層五防開啟功能、無票禁止操作開啟功能、五防邏輯查看功能的使用極其不方便，需進入數據庫才能查看。投入運行后在做監控系統維護時，維護班組利用主機進行某間隔調試時，往往為避開繁瑣的開票模擬審核步驟，非常期望關閉無票禁止操作功能、站控層五防功能。對這些功能的關閉目前監控系統在監控界面上無明顯標志，無明顯提示型告警，容易造成五防閉鎖功能管理上的漏洞。

3.5 電腦鑰匙轉換鎖型

500 kV庫灣變電站35 kV的刀閘全部采用現場端子箱操作模式。操作步驟為先打開刀閘機構箱上機械式掛鎖，合上刀閘電機電源，再在端子箱通過電氣鎖開放刀閘控制回路的分合閘回路，再打開刀閘機構箱機械式掛鎖，斷開刀閘電機電源。目前500 kV庫灣變電站電腦鑰匙設置為：在電腦鑰匙轉換至機械掛鎖型后不管理操作步驟，默認為無限次開啟正確鎖碼，只在電腦鑰匙上提示下一步，當按下下一步后默認此操作步驟結束。這種功能實現模式對操作步驟無強制性控制，當由于某種原因造成步驟缺失時將產生管理上的空缺。

4 改進建議

4.1 解決通訊問題的措施

(1)利用現有資源，采用目前這種通訊模式增加B網同另一臺TCZ-III型通訊充電裝置的通訊功能。采用一主一備冗余配置，確保通訊的可靠性。

(2)更改TCZ-III通訊充電設備與監控系統為串口通訊方式。由于TCZ-III型通訊充電裝置波特率為9 600，而監控系統波特率19 200，因此雖然該措施可明顯提高通訊可靠性，消除網絡通訊不穩定所帶來的影響，但投資成本較高。

4.2 解決鑰匙同步問題的措施

增加電腦鑰匙同監控系統五防功能實現之間的相互聯系。在遙控時需先同步，確保操作步驟同電腦鑰匙的一致性，避免數據不同步出現的操作步驟遺留問題。采用電腦鑰匙同遙信值同時確認操作步驟完成的辦法來避免因遙信值錯誤造成的跳步問題。

4.3 解決鑰匙記憶問題的措施

改進電腦鑰匙數據記錄模式，采用讀寫卡式記憶卡，確保數據不丟失，并增加電腦鑰匙異常時的應急數據處理功能。

4.4 解決當前功能設置問題的措施

在監控界面上增加站控層防誤閉鎖開啟、禁止無票操作、五防邏輯查看等明顯設置標志；增加功能關閉告警性提示，在操作模擬前提示當前防誤閉鎖功能開啟、關閉狀態。

4.5 解決電腦鑰匙轉換鎖型問題的措施

在操作模擬時設置某一操作步驟可執行數量，強制控制操作步驟數，自動識別進入下一步，避免人為造成的漏項操作或誤碰下一步等隱患。

5 結束語

隨著電力系統的飛速發展，生產運行對變電站防誤閉鎖的要求必將越來越高，監控系統五防一體化的產生和發展有著極其重要的意義。但目前國內真正實現在線五防閉鎖與計算機監控系統完全融合的廠家不多，且大部分監控生產廠家未能充分吸收和借鑒傳統防誤閉鎖生產廠家的先進經驗，自我探索的實踐性不強。五防一體化的良好發展依靠監控系統生產廠家在整個系統設計理念上的融合與改進，需要認真對待在實際使用維護過程中發現的問題，充分吸收傳統獨立式五防生產廠家積累起的寶貴經驗。相信未來五防一體化將會在人機工效、界面友好、易維護性、靈活性、操作簡單等方面取得更好的發展。