淺談變電站中的一體化在線五防系統

李永建

（四川科銳得實業集團有限公司，四川 成都610052）

0 引言

隨著變電站自動化技術的發展，防誤閉鎖技術也不斷改進，而微機防誤閉鎖技術作為防誤閉鎖技術的主流也不斷得到改進，其中發展較快的是在線式微機防誤閉鎖技術。目前，一體化在線五防系統作為防誤閉鎖技術一個新的發展趨勢，將更好地實現監控系統與五防系統的融合。

1 一體化在線五防系統組成

所謂五防，即防止變電站電氣系統中電氣誤操作的5個方面，分別為防止帶負荷分合刀閘、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與監控系統相融合，從而實現對五防系統的在線監控。

一體化在線五防系統將五防系統嵌入監控系統，并利用測控網絡的防誤閉鎖技術實現調度端遙控操作和間隔聯鎖的防誤閉鎖功能。該系統一般由3層防誤閉鎖組成，即間隔層、站控層和現場單元電氣設備防誤閉鎖。

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以太網和間隔測控裝置，利用間隔測控裝置的管理軟件將所需的圖紙繪制出來，再通過串口將其下載到裝置中。間隔層防誤閉鎖系統包括間隔聯鎖和間隔內閉鎖，其中間隔聯鎖信息來源于裝置的本地和聯鎖裝置，且一般是通過查詢獲得，而間隔內閉鎖一般用作簡單防誤。一般情況下，間隔層防誤閉鎖技術可以根據測控裝置中電氣設備的位置變化信息完成間隔層的在線閉鎖，從而防止調度端對遠方位置信息返回不及時而造成的失誤。

1.2 站控層防誤閉鎖

在實時環境監控圖形和數據的基礎上，監控系統中增加了五防功能模塊，從而實現了操作票的智能生成管理。在一次設備的后臺遙控操作過程中，可以通過實時數據的共享與交換實現邏輯閉鎖功能。在對變電站一次設備進行就地操作時，需要將操作票的相關內容傳輸到微機中，然后通過微機的鑰匙功能實現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 現場單元電氣設備防誤閉鎖

這種防誤閉鎖是通過二次電纜連接對電氣設備的操作流程進行閉鎖。該技術利用電氣設備本身的位置實施閉鎖，實時性較強且操作極為方便；然而其需要大量電纜，且工作量較大。此外，當輔助接點的可靠程度較差時，就容易造成閉鎖穩定性降低。該層的防誤閉鎖范圍是整個變電站的隔離刀閘。

2 一體化在線五防系統運行方式

一體化在線五防系統在監控系統與在線式微機防誤閉鎖系統相互獨立的基礎上，將五防閉鎖的功能融入計算機的監控系統中，實現監控系統與五防系統的融合，進而得以共享各種軟件及硬件資源。在軟件部分，將五防系統中的防誤模塊嵌入監控系統中；在硬件部分，將五防操作的主控機和現場鎖具增加到監控機中。通過如此改進，微機不僅可以作為監控系統的后臺機，還可以作為防誤系統的主機，從而實現了五防和監控的一體化。一體化在線五防系統的運行方式如圖1所示。

圖1 一體化在線五防系統運行方式

在監控系統與五防系統進行融合后，二者可以共用一次實時庫和接線圖。在具體實施過程中，先在該一體化機上完成五防規則校驗和操作預演，然后生成操作票，再由監控五防一體化機將操作票轉發給五防操作主控機，最后由主控機對當前操作進行校驗，這樣就實現了開票閉鎖和倒閘操作過程閉鎖的雙重閉鎖功能。

五防操作主控機可對鎖具狀態進行周期性的實時檢測，以確保鎖具能夠正常解鎖、閉鎖。一旦檢測出鎖具出現故障，監控系統就會及時通知維修人員進行維修。

3 一體化在線五防系統的優缺點

3.1 優點

一體化在線五防系統將獨立的微機五防系統嵌入到監控系統中，從而在運用過程中，能夠有效利用計算機資源，實現信息資源共享。一體化在線五防系統可以減少模擬操作的時間，從而保證以更快的速度進行操作和故障處理。

（1）五防系統和監控系統獨立使用時都存在通訊故障的問題，采用一體化在線五防系統可以有效解決這一問題，并且響應速度快、操作簡單。另外，變電站端的任何操作都需經過間隔層和站控層的五防規則校驗以及現場單元電氣設備閉鎖這3級防誤，這就提高了變電站倒閘操作的安全性。（2）該系統主要需對現場電腦鑰匙、系統軟件、鎖具等進行日常維護。監控系統與五防系統的融合，大大降低了五防系統數據維護的工作量。在一體化在線五防系統中，五防系統是監控系統的子系統，其數據和鎖具維護都由專業的人員實施，從而提高了五防系統的可靠度。（3）一體化在線五防系統將監控系統和五防系統的硬件及軟件相結合，節約了系統配置，僅用一臺計算機及相關配套硬件就完成了原來需2臺計算機才能完成的任務，而且可以直接引用實時信息。（4）該系統具有一次設備狀態信息實時采集的功能，不僅可以實時掌握現場一次設備的狀態，而且保證了采集信息的可靠性。

3.2 缺點

雖然該系統得到廣泛運用，但其在運用過程中依然存在缺點。該系統的鎖具操作結果都是由主控機進行檢測和人工進行確認的，在操作完成后會形成虛遙信號，這些信號傳入五防工作站，會導致五防系統的實時性和安全性缺失。此外，如果監控系統和五防系統的出廠廠家不同，就會因為二者所使用的裝置設計不統一，而造成兩個系統的融合性變差，最終導致部分閉鎖設備的功能缺失。

同時，在安全性能上，一體化在線五防系統相對于五防系統來說，其自動化程度較差，因而造成系統維護難度較大，容易誤改監控機的信息。一體化在線五防系統將監控系統和五防系統相融合，需要改變主接線圖，在此基礎上增加某些一次設備，使得系統較為復雜，增加了維護與調度的難度。

4 一體化在線五防系統存在的問題及解決措施

4.1 安裝調試存在的問題及解決措施

如果自動化廠家是初次制造一體化在線五防系統，那么在設計和安裝調試上就難免會出現問題。在實際操作過程中，五防系統的軟件和鎖具大多不是出自同一廠家，加上在實際安裝調試過程中溝通不當或協調不暢，很容易導致系統的安裝調試出現問題。針對這一問題，軟件和硬件廠家都要互相參與設計，例如五防系統廠家要參與到綜合自動化廠家的監控系統設計中去，從而在系統出廠前有效解決其安裝調試存在的問題，并確保設計的規范性和數據傳輸的可靠性。

4.2 實際操作存在的問題及解決措施

在使用一體化在線五防系統時，不能同時進行多任務、無邏輯關聯的模擬操作，這使得變電站不能同時對不同電壓等級進行電氣操作。對于這一問題，就需要在系統的模擬操作過程中增加多任務功能。在一體化在線五防系統的配置規定中，刀閘機構箱必須裝配機械掛鎖，并按照操作流程進行操作，即先打開刀閘機構箱，然后接入電機電源，再進行刀閘遙控操作。在這一過程中，操作人員需頻繁遠方操作及開鎖，導致其必須在主控室和高壓場地頻繁往返，從而造成操作復雜繁瑣。針對這種情況，最有效的辦法是引出刀閘電機電源，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 結語

一體化在線五防系統使電力系統中五防閉鎖系統和計算機監控系統設備的使用、發展不再相互獨立，并能實時采集通訊信息，保障通訊信息的可靠性與安全性，同時可以實現對鎖具操作情況的跟蹤和及時檢測。該系統具有眾多優點，是一種綜合性的新系統，是防誤閉鎖技術發展的一種新趨勢。

［1］黃文龍，程華，梅峰，等.變電站五防一體化在線監控系統的設計與實現［J］.電力系統用保護與控制，2009（23）

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

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