變電站微機五防可靠性分析及改進

摘要：文章對五防機的余度設置、站控層面規范、間隔層面防誤規范的協同性、通信流程、主動監控五防設備等領域進行了分析，研究了微機五防具有的可靠度課題，提交多種方案意圖進行完善，它們包括規劃下裝、五防整體化、五防核心機器聯網監控等多個環節，每項改善方案都描述了完成方式。

關鍵詞：變電站；微機五防；五防機；站控層面；間隔層面；通信流程 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM76 文章編號：1009-2374（2015）33-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.009

1 概述

電力工業不斷前進，避免誤操作技術也在持續進步，陸續研發機械結構閉鎖、機械結構程序運行閉鎖、電氣設備閉鎖、聯網五防等多類型閉鎖裝置，現在自動工作變電站避免誤操作設備里，使用最多的類型是微型計算機五防系統，它始終占據著絕對優勢地位。

2 五防可靠性分析及改進措施

2.1 五防機冗余配置

圖1 五防一體化系統軟件結構

現在國內超過220kV電壓級別變電站的監控體系都使用兩重余度配備。其主要監控機器產生故障，備用機器可自動轉變成主要機器，接替承擔監控控制變電站的職責。但是微型計算機五防體系的五防機并未采取兩重余度配備，所以如果五防機產生故障，變電壓的作業安全都會受到威脅。部分地位重要的變電站為提高五防安全性，配備兩組五防體系，但是這兩組五防體系各自分隔，不能進行主要和備份設備的轉變，在某組五防體系產生故障時，要求人工下達指令，另外一組五防體系方可開始運行。近段時間，出現了五防監控整體性技術系統，簡稱為五防整體化，它將監控體系作為根基，五防機的互相備份工作獲得了技術手段。五防整體化的含義是，在監控軟件系統中內置五防閉鎖程序作為功能組件，使監控系統具備五防功能，把五防程序列入監控體系內實施總體控制形成防誤閉鎖技術。五防整體化體系里，五防軟件和監控軟件共享圖像庫和即時數據庫，每部監控機器都可兼具五防機功能，主要和備份機器使用接通報文監察對方狀況。主要和備份監控機器使用公布和協同體制達成其即時數據庫和圖像界面具有等同性，軟件構成見圖1。

五防整體化體系順利工作時，五防組件在主要機器內工作，備份機器的五防組件作為備份。在主要機器發生故障無法工作時，備份機器自行轉換成主要機器，備份機器的五防組件從備份性質進入實際運行狀況，因為主要和備份機器使用相同的即時數據庫和圖像界面，所以可實現無隙轉換，轉換進程里不能損失監控和五防的工作數據。

2.2 站控層與間隔層防誤規則的一致性

防誤操作的基本是機器閉鎖原理，又稱防誤準則。防誤閉鎖程序按照防誤準則和各種機器的狀況，判定對于單次設備解啟閉鎖狀態的必要性。現五防構成系統里，站控層面和間隔層面具備的防誤準則各自獨立。站控層面的防誤準則主要安置于五防機內，間隔層面的防誤準則布設于監測控制單元里，間隔層面和站控層面的防誤準則需要保證相同。在遙距控制機器進行作業里，要求站控層面和間隔層面的兩重五防檢驗允許，如果站控層面和間隔層面的防誤準則不同，那么遙距控制作業不能準確實行。

站控層面和間隔層面的防誤準則保證相同的有效方法是，使用站內監控體系，五防機自行把防誤準則下進行裝載測量控制單元，建成測量控制單元的準則庫。測量控制單元把準則庫傳輸至五防機，由五防機對其進行檢正檢驗。在珠海某地珠海110kV變電站使用此種方法，將準則進行下行裝載和校正檢驗，收效良好。

2.3 微機五防的通信

2.3.1 使用以太網計算機網絡取代串行接口通信。企業用以太網因為具有傳輸速度快、有效防止電磁擾亂的優點，在變電站監控體系里被普遍應用，現在計算機已將以太網接口列入標準配備部件。使用計算機網絡，在監控體系和五防機中、在五防機和計算機解鎖工具中完成數據交流，加快通信速率，還可達成使用一部五防機與多部監控機器進行通信，改良了通信的穩定性。

2.3.2 使用五防整體化技術。五防整體化消除了五防機和監控機的通信進程，使五防機和監控設備合并為一體，五防機要求獲得的機器定位數據，可從監控體系的即時數據庫中獲取，監控體系可獲取五防機的閉鎖數據，能夠提高微型計算機五防系統的即時信息和閉鎖信息的穩定性。

2.4 對五防關鍵設備的在線監控

變電站單次設備的運行狀態，現在被逐漸列入自動化工作體系的監控區域里，可是監控微型計算機五防系統的運行狀態長期不能得到重視，導致在自動化工作體系里，微型計算機五防系統成為監控的死角，造成不能迅速感知五防機產生的缺點。部分變電站通常需要在設備開始工作時，才察覺五防機器不能運行，這樣不利于作業的安全性。所以需要尋找方法，對于五防機器能夠做到聯網監控，實現出現故障盡早顯現盡早排除，這是保護五防機器順利運行的最重要事項。微型計算機五防系統的核心設備有五防機器、計算機解鎖工具，通信適配部件，對于它們可使用的聯網監控方法有，計算機解鎖工具和通信適配部件具有自身檢測能力，把自身檢測數據向五防機上報。五防機器把檢測數據和自體運行狀態傳輸至監控體系，監控體系獲取五防機器的運行狀態，按照規則可把數據傳輸至控制中心。

2.5 對編碼鎖的定期巡視

變電站自身規模各有區別，編制代碼鎖的數量也不會相同，少可有幾十個，多可有幾百個。計算機解鎖工具對于編制代碼鎖進行準確辨識，使作業流程能夠準確運行。如果計算機解鎖工具不能準確辨識編制代碼鎖，會產生誤閉鎖或者誤解鎖的后果，危害到作業安全。近段時間內，計算機解鎖工具不能準確從編制代碼鎖采集代碼，已經是解鎖失敗的主要成因。在計算機解鎖工具里新設鎖具巡檢功能，能夠迅速察知因為采集代碼導致的鎖具故障，有利于迅速改換發生故障鎖具。

具體方案如下描述：在五防機里，鎖具機器相應數據表是五防程序數據庫的組件，它記載著每座單次設備相應的編制代碼鎖，把此表格下行裝載進計算機解鎖工具里，隨后將其作為計算機解鎖工具的數據庫保存進內存里。變電站檢查維修部門使用計算機解鎖工具，按固定時期巡回檢測站內全部編制代碼鎖，在計算機解鎖工具獲取鎖具代碼數據以后，和保存在內存里的鎖具機器相應數據表格做出匹配，如果發現對應項，會顯現鎖具代碼和相應的機器數據。檢修部門可按此數據，對于鎖具的安放位置和實際單次設備的對應結果做出判定，如果不能對應，要求改換鎖具或者改換鎖具代碼。如果計算機解鎖工具不能獲取正確鎖具代碼，會顯現不能尋出對應數據，它表示出鎖具代碼因為設備損壞或者長久使用而無效，要求改換鎖具或者改換鎖具代碼。

3 結語

全面使用自動化技術產生的硬件部件、軟件系統、數據庫，改良微型計算機五防系統，增強穩定性。部分增強五防系統穩定性的措施，包括五防整體化技術、以太網網絡通信技術，在某些變電站已得到實際應用，收效良好。

參考文獻

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[2] 智全中，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，2009，37（23）.

基金項目：廣東電網有限責任公司東莞供電局職工創新項目（ZG-DG2015-022）。

作者簡介：吳燦新（1985-），男，廣東東莞人，供職于廣東電網有限責任公司東莞供電局，研究方向：變電站運行。

（責任編輯：周 瓊）