綜合防誤閉鎖系統在配網自動化中的應用研究

馬立軍

摘要：在電力生產中，為了防止各種誤操作事故的發生，保證電力系統的安全運行，各級變電站普遍設置防誤操作閉鎖系統。目前電力生產中常用的防誤閉鎖方式主要有微機防誤閉鎖、電氣閉鎖、間隔層防誤閉鎖和機械閉鎖。由于工作原理和實現方式的不同，這些鎖定方式或多或少存在一些缺點，存在安全隱患。隨著綜合自動化系統在各電壓等級變電站的不斷普及， 研究各類閉鎖方式的特點及其在綜合自動化變電站中的應用對于電力安全生產具有重要意義。

關鍵詞：綜合防誤閉鎖系統;配網自動化;應用研究

1 配網防誤閉鎖系統構架

配電網綜合防誤閉鎖系統集計算機軟件技術、無線通信技術、圖形網絡拓撲分析和防誤閉鎖技術于一體，為工作人員提供了一個集防誤、線路運行于一體的綜合管理控制平臺防錯、配網運行管理、工作流管理、仿真培訓、操作票管理、開票專家系統、強制五防鎖、系統維護。系統由數據庫服務器、工作站、打印機和電子鎖組成、現場閉鎖鎖具、手持PDA以及管理控制軟件組成， 采用無線網絡方式進行通信。

其中， 運行防誤主機給配網值班室防誤操作及運行管理提供服務， 配網運行防誤主機是根據調度指令操作票進行運行、線路的操作防誤并開出操作票， 可將開出的電氣倒閘操作票傳到電腦鑰匙中， 操作人員拿電腦鑰匙到現場進行倒閘操作。

配電網設備設置現場鎖定設備。操作人員攜帶電腦鑰匙到現場操作時，必須嚴格按照電腦鑰匙上操作票的操作順序進行切換操作。如果電腦鑰匙在未操作指定設備的情況下拒絕打開鎖緊機構，則操作不能繼續，只有當前操作設備符合操作規程中指定的操作項目才能進行操作，以防止誤操作。

在寧夏 電力公司范 圍內， 銀川市 配 電網設備 種類繁雜 、 數量最 多， 網架結 構最復雜 ， 最 具代 表性 。銀月配 電網絡共有 條 配 電線路 、 座開 閉所 、 臺電纜環 網柜 、 臺分 支箱 、 座配 電站 、 臺配 電變壓 器 。 電纜化率達 到 ， 環網率達到 。 作為輸變 電與用 電用戶的中間樞紐， 配電網絡 起著 電力轉承分配疏流的作用 。這也決定了配電網 絡設備繁多， 運行情況復雜 。在配網運行過程中， 因操作范圍大 、時間長 、任務多 、人員多 、班組多 、 地點環境復雜等特點 ， 致使作業不規范 、隨意性大 ， 容易造成誤入帶電間隔 、帶地線合閘 、誤拉合開關 、 帶負荷拉刀閘 、 帶 電掛地線 、 漏項操作等誤操作事 故 。在線路倒閘操作 中， 由于網絡結構復雜 、 分段開關和聯絡開關較多 ， 操作程序復雜， 也更容易出 現誤操作的情況 。同時配網改造不斷進行 ， 新用戶 不斷接人 ， 網絡變化更新的速度很快 ， 給傳統五防 基于一次接線圖的模擬開票操作的實現方式帶來繁 重的圖形維護工作， 圖形存在更新不及時 、 不全面 等情況 ， 也增加 了潛在的安全隱患 。

2配網自動化中常用的防偽鎖定方法

配電網是指電網中35 kV及以下的電壓等級。配電網絡調節器執行的切換操作與居民停電直接相關。配電網絡交換機分布在配電網絡站的機柜中，例如環形網絡機柜和中間變電站。它們還包括配電線路上的極點開關。配電自動化系統收集配電網電氣設備之間的拓撲關系。通過拓撲搜索的鎖定操作，自動找到預防性所需鎖定設備的基本操作規則。根據預定義的規則，這可能不取決于定義，電氣設備將自動適應電網拓撲的變化。介紹了配電網自動化中常用的幾種防誤閉鎖方法。

2.1 微型計算機鎖定

依靠計算機網絡通訊技術對高壓設備的開關進行電器失誤操作的鎖定，這種技術便是計算機防誤鎖裝置。計算機防誤鎖裝置的工作原理是把實地現場中的多個二次阻塞電路通過軟件轉變為電腦系統中的幾個反阻塞規則數據庫，通常為5個數據庫。實現了反阻塞的數字化，并實現了不可逆的防錯功能。

這種功能過去很難實現。計算機防誤鎖系統主要由主機、屏幕、輸入設備、電子機械密碼鎖等部分組成。通過實體鎖（電子鎖、機械鎖）和邏輯鎖，完成了電氣柜斷路開關、開關刀、接地開關刀、接地線、門開關的鎖，形成了較為完整的具有“五防”功能的計算機防誤鎖系統。此外，計算機防誤鎖系統的開發可分為以下兩部分：

2.1.1 早期的微機防誤鎖定

第一代電子計算機加密技術主要依靠嵌入式計算機控制技術，這是一種先進的防止操作錯誤的嵌入式技術。將誤操作模型細化為數學模型，通過數學模型建立相應的防誤鎖系統邏輯序列，解決了復雜操作中的難題。與以往的鎖定方法相比，實現了技術上的飛躍，使用靈活，功能完善，能夠滿足各種特殊操作的要求。但是，在使用中存在以下缺點：系統中存在“空著”的問題。在實際的應用場景中，利用計算機進行開鎖的步驟中，會存在著以下的問題：計算機執行程序的過程中，存在著加密鎖沒有打開，但是計算機程序會繼續向下一步進行，這種情況下只能通過人工操作將其解鎖，這樣的話，“五防”實際上并沒有起到作用，不能滿足預期效果。

2.1.2 與自動化系統通信的新型微機防偽鎖定

在計算機帶動的網絡飛速發展時代，變電站系統中越來越多的應用了集成自動化系統，這種高度自動化系統和計算機防誤鎖系統相輔相成，應用場景越來越廣泛，具有以下特點：

（1）現場的設備狀態通過本地監控系統來采集，能夠實時反應設備的運轉情況，同時會把設備的具體信息反饋到計算機防誤鎖系統中。從而確保了防錯鎖定系統的可靠性。

（2）無法從現場收集某些信號，例如網絡門，接地線，電源檢查，保險等，但是需要監視本地監視系統和遠程位置。此時，可以使用計算機密鑰收集設備的狀態信息，然后將其傳輸到本地監視系統和距離。

2.2 空間層防止錯誤

完成了測控裝置邏輯功能的分區級防濫用利用。目前，測控裝置中一般有五種防誤閉鎖功能，可用于新投產的綜合自動化變電站。與來自刀閘狀態的信號相比，在后臺接收到的監控信號減少了通信鏈路節點，能夠保持快速的實時傳輸性能。

2.3 微機預防錯誤

（1）防止微機錯誤是使用計算機技術來防止高壓設備的電氣誤操作的設備。它通常由一臺主機，一個模擬屏幕（可離線使用），一個計算機鍵和一個密碼鎖（包括機械密碼鎖和電子密碼）組成。微機防誤裝置包括斷路器、開關片、接地片和閘門。其基本原理是通過編輯的邏輯自動確定操作設備是否需要滿足鎖定條件。操作員將根據操作邏輯開具發票。模擬預覽正確后，將操作內容傳送到計算機密鑰。發送后，將執行密碼鎖定操作。最后，返回鍵的狀態將改變。

（2）有用于防止微機錯誤的離線和在線類型。離線微型計算機通常配備有模擬屏幕以防止錯誤，它不能實時顯示設備的實際狀態。有時現場和模擬屏幕的情況不一致，例如，現場斷路器實際上就位，如果不返回第二次操作的鍵，則會導致顯示器停留在分位數內，使工具處于誘餌鎖定狀態。在線微機防誤通常采用防誤閉鎖邏輯，直接置于后臺監控系統中。后臺監控系統設備的實時狀態作為防錯邏輯判斷的依據，由設計的防錯鎖定邏輯進行判斷。

（3）微機防錯的優點是具有整個站的邏輯防錯功能。除了在該間隔處的電路鎖定條件之外，它還可以確定其他間隔處的鎖相條件。例如，母線刀的操作不僅要求防止錯誤地通過間隔，而且母線接地刀必須全部位于子位置，以便計算機防止錯誤通過。

結束語

配電網防誤系統集運行防誤、配電網運行管理、操作票管理等技術手段于一體，能有效防止配電網誤調度、誤操作的發生，促進配電網向集中化、智能化方向發展，從根本上提高配電網運行管理水平，產生良好的社會效益和經濟效益。

參考文獻

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[2]楊新民.楊雋琳電力系統微保護培訓教材[M].北京：中國電力出版社， 2019.