淺談變電站五防一體化系統(tǒng)

楊衛(wèi)軍 傅 靜

（天津市電力公司檢修公司 中國(guó) 天津 300000）

為了防止變電站的人為操作失誤，確保變電站的安全運(yùn)行，就要不斷完善五防系統(tǒng)，要保證所有正常的倒閘操作就要嚴(yán)格按照變電站五防系統(tǒng)的模擬預(yù)演和邏輯判斷進(jìn)行操作，五防系統(tǒng)的穩(wěn)定和完善能夠降低電網(wǎng)事故的發(fā)生率。隨著我國(guó)電網(wǎng)的日益發(fā)展和用戶用電量的逐漸增大，用戶對(duì)供電可靠性的要求越來(lái)越嚴(yán)格，這就使得五防系統(tǒng)的重要作用越來(lái)越突出。目前，綜合自動(dòng)化變電站中現(xiàn)在普遍采用的是監(jiān)控系統(tǒng)與五防系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行模式，隨著變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)的日趨完善，五防系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的合并運(yùn)用使得五防一體化系統(tǒng)的構(gòu)建成為現(xiàn)實(shí)。

1 五防一體化系統(tǒng)的組成及缺點(diǎn)

在原來(lái)的微機(jī)五防模式下，五防一體化系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)取消了獨(dú)立五防主機(jī)，將五防系統(tǒng)嵌入監(jiān)控系統(tǒng)，利用基于測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的防誤閉鎖技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了間隔聯(lián)鎖和調(diào)度端遙控操作的防誤閉鎖功能。五防一體化系統(tǒng)由站控層、間隔層和現(xiàn)場(chǎng)單元電氣閉鎖三層防誤組成。

1.1 五防一體化系統(tǒng)的組成

1.1.1 站控層的防誤閉鎖

以監(jiān)控的圖形環(huán)境和實(shí)時(shí)庫(kù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)在監(jiān)控系統(tǒng)新增加了五防功能模塊，實(shí)現(xiàn)了帶有操作票智能生成與管理并對(duì)變電站一次設(shè)備的遠(yuǎn)方及就地操作進(jìn)行五防閉鎖功能的監(jiān)控模塊的構(gòu)建。在一次設(shè)備的后臺(tái)遙控操作上，可以憑借和五防模塊的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)共享與交換可靠地實(shí)現(xiàn)邏輯閉鎖功能。而對(duì)于一次設(shè)備的就地操作，就需要將操作票內(nèi)的相關(guān)操作內(nèi)容傳輸?shù)诫娔X鑰匙中，通過(guò)電腦鑰匙強(qiáng)大的功能實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備就地操作的五防閉鎖功能。作為變電站中使用最頻繁的防誤層，站控層具有閉鎖可靠性高和覆蓋面廣的特點(diǎn)，閉鎖范圍包括全站的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘、網(wǎng)門和接地線，這樣能有效防止人為誤操作事故的發(fā)生。

1.1.2 間隔層的防誤閉鎖

間隔層的防誤閉鎖依托于間隔測(cè)控裝置與變電站內(nèi)以太網(wǎng)，在測(cè)控裝置借助管理軟件中的PLC，畫出所需的梯形圖，然后通過(guò)串口下載到裝置里即可完成所需功能。間隔層的防誤系統(tǒng)一般分為間隔內(nèi)閉鎖和間隔聯(lián)鎖，間隔內(nèi)的閉鎖可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)防誤，問(wèn)隔間聯(lián)鎖的信息一部分來(lái)源于裝置本地，另一部分則來(lái)源于聯(lián)鎖裝置，聯(lián)鎖信息通過(guò)實(shí)時(shí)查詢方式來(lái)獲取，實(shí)時(shí)查詢是在遙控選擇命令是否執(zhí)行。由于可以根據(jù)測(cè)控裝置中電氣設(shè)備的位置變化信息實(shí)現(xiàn)間隔層防誤閉鎖的在線閉鎖，在變電站的集控中心或調(diào)度遠(yuǎn)方遙控操作變電站斷路器和電動(dòng)刀閘時(shí)，間隔層的防誤閉鎖功能有效防止調(diào)度端遠(yuǎn)方操作后，因位置信息返回不及時(shí)造成的誤操作。

1.1.3 現(xiàn)場(chǎng)單元電氣設(shè)備的防誤閉鎖

現(xiàn)場(chǎng)單元電氣閉鎖是通過(guò)二次電纜連接將間隔內(nèi)關(guān)聯(lián)電氣設(shè)備位置狀態(tài)轉(zhuǎn)化為對(duì)電氣設(shè)備操作流程進(jìn)行閉鎖。在這一過(guò)程中，依靠電氣設(shè)備本身的位置狀態(tài)進(jìn)行閉鎖最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)時(shí)性強(qiáng)，而且操作簡(jiǎn)單使用方便。但是也有敷設(shè)需要大量電纜和施工工作量大的缺點(diǎn)。輔助接點(diǎn)可靠性差，還導(dǎo)致了閉鎖的穩(wěn)定性不高。作為五防一體化的最后防線，現(xiàn)場(chǎng)單元電氣閉鎖層的閉鎖范圍是全站的隔離刀閘。

1.2 五防一體化系統(tǒng)的缺點(diǎn)

五防一體化系統(tǒng)的運(yùn)用比較廣泛，在運(yùn)用還過(guò)程中還是會(huì)凸顯出一些缺點(diǎn)。由于一體化五防系統(tǒng)的鎖具的操作結(jié)果一般是由電腦鑰匙進(jìn)行檢測(cè)或人工進(jìn)行確認(rèn)，在所有的操作項(xiàng)完成以后形成的虛遙信號(hào)回傳給五防工作站，這就使得五方系統(tǒng)缺乏可靠性和實(shí)時(shí)性。再加上監(jiān)控系統(tǒng)與專業(yè)的防誤閉鎖裝置來(lái)自不同的制造廠商，使得在沒(méi)有統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，其在設(shè)計(jì)上會(huì)各自為政，造成監(jiān)控系統(tǒng)和防誤閉鎖設(shè)備不能具有很好的融合性，最終導(dǎo)致閉鎖設(shè)備功能的部分缺失。五防系統(tǒng)還具有安全性不高的缺點(diǎn)，一體化五防系統(tǒng)自動(dòng)化的程度高，在系統(tǒng)的維護(hù)上需要委外，這就導(dǎo)致在實(shí)施委外維護(hù)的監(jiān)管難度變大，使得監(jiān)控機(jī)的信息會(huì)有誤改的風(fēng)險(xiǎn)。在系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)方面，一體化五防系統(tǒng)具有監(jiān)視功能和防誤功能，這就使得主接線圖上需要增設(shè)地線樁和網(wǎng)柜門等一次設(shè)備，這就會(huì)使得系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，給系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)增加了難度。

2 五防一體化系統(tǒng)存在的問(wèn)題及解決對(duì)策

五防一體化系統(tǒng)在建立在獨(dú)立的微機(jī)五防系統(tǒng)之上的，通過(guò)將五防系統(tǒng)嵌入到監(jiān)控系統(tǒng)中來(lái)實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)控制，一體化五防系統(tǒng)能夠有效利用計(jì)算機(jī)資源，能夠高效實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。然而五防一體化系統(tǒng)在變電站的推廣使用的過(guò)程中，在系統(tǒng)的操作流程和運(yùn)行維護(hù)上還存在很多的問(wèn)題亟待解決。

2.1 五防一體化系統(tǒng)操作流程分析

五防一體化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，已經(jīng)避免了以往經(jīng)常出現(xiàn)的五防系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)通訊的故障問(wèn)題，其系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。五防一體化系統(tǒng)變電站端的每一步操作都要經(jīng)過(guò)站控層的五防規(guī)則、間隔層五防規(guī)則校驗(yàn)和單元電氣閉鎖三級(jí)防誤，這也大大提高了變電站倒閘操作的安全性。

2.2 五防一體化系統(tǒng)維護(hù)

五防一體化的系統(tǒng)日常維護(hù)主要包括系統(tǒng)軟件和現(xiàn)場(chǎng)電腦鑰匙及鎖具的維護(hù)，五防系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一體化后，使得五防系統(tǒng)數(shù)據(jù)的維護(hù)工作量大大減少而變得簡(jiǎn)單。此外，由于五防系統(tǒng)作為監(jiān)控系統(tǒng)的子系統(tǒng)，在數(shù)據(jù)維護(hù)和鎖具的維護(hù)上得到了專業(yè)班組的專門維護(hù)，這改變了以往五防系統(tǒng)維護(hù)分工不明確的局面，使得五防系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性得到了很大的提高。

2.3 系統(tǒng)的安裝調(diào)試存在問(wèn)題及解決措施

以往的綜合自動(dòng)化廠家，由于首次涉及變電站五防功能的設(shè)計(jì)，所以對(duì)五防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試上都不可避免的存在一些缺陷。實(shí)踐中，由于五防鎖具與五防系統(tǒng)軟件多數(shù)是由不同的廠家來(lái)提供，這就導(dǎo)致實(shí)際系統(tǒng)的安裝調(diào)試中會(huì)由于溝通和協(xié)調(diào)的不暢而產(chǎn)生很多問(wèn)題，為了有效解決這一問(wèn)題，就需要讓五防專業(yè)廠家參與到綜合自動(dòng)化廠家的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中去，從而使得調(diào)試存在的困難問(wèn)題在系統(tǒng)出廠就能得到有效的解決。

2.4 系統(tǒng)實(shí)際操作中存在的問(wèn)題及解決措施

在五防一體化系統(tǒng)的使用過(guò)程中，存在不能同時(shí)進(jìn)行無(wú)邏輯關(guān)聯(lián)的多任務(wù)模擬操作的缺陷，這一缺陷就在變電站同時(shí)進(jìn)行不同電壓等級(jí)的電氣操作時(shí)更為凸顯，為了有效解決這一問(wèn)題，就要在系統(tǒng)模擬操作中增加多任務(wù)功能。而按照五防一體化系統(tǒng)的配置要求，刀閘機(jī)構(gòu)箱都要裝設(shè)機(jī)構(gòu)機(jī)械掛鎖，而在進(jìn)行刀閘的遙控操作前就必須先打開(kāi)刀閘的機(jī)構(gòu)箱投入到電機(jī)電源后才可進(jìn)行操作，在這一過(guò)程中由于操作人員要頻繁地進(jìn)行開(kāi)鎖和遠(yuǎn)方操作，這就會(huì)由于其因?yàn)轭l繁地往返于主控室與高壓場(chǎng)地之間導(dǎo)致操作步驟的復(fù)雜。面對(duì)這一問(wèn)題，有效的解決措施就是將刀閘電機(jī)電源引出，引至專用的刀閘集控箱內(nèi)，這樣就能實(shí)現(xiàn)不必進(jìn)行頻繁的開(kāi)鎖投退電源就能滿足反措要求。

3 結(jié)語(yǔ)

五防一體化系統(tǒng)的基礎(chǔ)是監(jiān)控系統(tǒng)圖形與實(shí)時(shí)庫(kù)數(shù)據(jù)，利用內(nèi)嵌的五防模塊功能，就能通過(guò)對(duì)一次遙控及手動(dòng)設(shè)備的操作進(jìn)行邏輯模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)五防閉鎖。通過(guò)通訊適配器實(shí)現(xiàn)五防模塊和電腦鑰匙的數(shù)據(jù)交換，能夠使網(wǎng)門或接地線離線設(shè)備的位置信號(hào)通過(guò)虛遙信反映到監(jiān)控后臺(tái)機(jī)上。五防一體化系統(tǒng)從站控層實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站全部電氣設(shè)備的閉鎖，具有間隔層、現(xiàn)場(chǎng)單元電氣閉鎖層的三級(jí)防誤功能，是一種全新的混合型系統(tǒng)，雖然在實(shí)際應(yīng)用中這一系統(tǒng)還存在很多問(wèn)題亟待解決，但是這些問(wèn)題并不影響其代表變電站綜合自動(dòng)化五防操作系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展方向。