綜合防誤閉鎖系統(tǒng)在配網(wǎng)自動(dòng)化中的應(yīng)用研究

馬立軍

摘要：在電力生產(chǎn)中，為了防止各種誤操作事故的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，各級(jí)變電站普遍設(shè)置防誤操作閉鎖系統(tǒng)。目前電力生產(chǎn)中常用的防誤閉鎖方式主要有微機(jī)防誤閉鎖、電氣閉鎖、間隔層防誤閉鎖和機(jī)械閉鎖。由于工作原理和實(shí)現(xiàn)方式的不同，這些鎖定方式或多或少存在一些缺點(diǎn)，存在安全隱患。隨著綜合自動(dòng)化系統(tǒng)在各電壓等級(jí)變電站的不斷普及， 研究各類閉鎖方式的特點(diǎn)及其在綜合自動(dòng)化變電站中的應(yīng)用對(duì)于電力安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：綜合防誤閉鎖系統(tǒng);配網(wǎng)自動(dòng)化;應(yīng)用研究

1 配網(wǎng)防誤閉鎖系統(tǒng)構(gòu)架

配電網(wǎng)綜合防誤閉鎖系統(tǒng)集計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)、無線通信技術(shù)、圖形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龊头勒`閉鎖技術(shù)于一體，為工作人員提供了一個(gè)集防誤、線路運(yùn)行于一體的綜合管理控制平臺(tái)防錯(cuò)、配網(wǎng)運(yùn)行管理、工作流管理、仿真培訓(xùn)、操作票管理、開票專家系統(tǒng)、強(qiáng)制五防鎖、系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)由數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、工作站、打印機(jī)和電子鎖組成、現(xiàn)場(chǎng)閉鎖鎖具、手持PDA以及管理控制軟件組成， 采用無線網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行通信。

其中， 運(yùn)行防誤主機(jī)給配網(wǎng)值班室防誤操作及運(yùn)行管理提供服務(wù)， 配網(wǎng)運(yùn)行防誤主機(jī)是根據(jù)調(diào)度指令操作票進(jìn)行運(yùn)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(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行倒閘操作。

配電網(wǎng)設(shè)備設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)鎖定設(shè)備。操作人員攜帶電腦鑰匙到現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，必須嚴(yán)格按照電腦鑰匙上操作票的操作順序進(jìn)行切換操作。如果電腦鑰匙在未操作指定設(shè)備的情況下拒絕打開鎖緊機(jī)構(gòu)，則操作不能繼續(xù)，只有當(dāng)前操作設(shè)備符合操作規(guī)程中指定的操作項(xiàng)目才能進(jìn)行操作，以防止誤操作。

在寧夏 電力公司范 圍內(nèi)， 銀川市 配 電網(wǎng)設(shè)備 種類繁雜 、 數(shù)量最 多， 網(wǎng)架結(jié) 構(gòu)最復(fù)雜 ， 最 具代 表性 。銀月配 電網(wǎng)絡(luò)共有 條 配 電線路 、 座開 閉所 、 臺(tái)電纜環(huán) 網(wǎng)柜 、 臺(tái)分 支箱 、 座配 電站 、 臺(tái)配 電變壓 器 。 電纜化率達(dá) 到 ， 環(huán)網(wǎng)率達(dá)到 。 作為輸變 電與用 電用戶的中間樞紐， 配電網(wǎng)絡(luò) 起著 電力轉(zhuǎn)承分配疏流的作用 。這也決定了配電網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備繁多， 運(yùn)行情況復(fù)雜 。在配網(wǎng)運(yùn)行過程中， 因操作范圍大 、時(shí)間長(zhǎng) 、任務(wù)多 、人員多 、班組多 、 地點(diǎn)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn) ， 致使作業(yè)不規(guī)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(guān) 、 帶負(fù)荷拉刀閘 、 帶 電掛地線 、 漏項(xiàng)操作等誤操作事 故 。在線路倒閘操作 中， 由于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、 分段開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)較多 ， 操作程序復(fù)雜， 也更容易出 現(xiàn)誤操作的情況 。同時(shí)配網(wǎng)改造不斷進(jìn)行 ， 新用戶 不斷接人 ， 網(wǎng)絡(luò)變化更新的速度很快 ， 給傳統(tǒng)五防 基于一次接線圖的模擬開票操作的實(shí)現(xiàn)方式帶來繁 重的圖形維護(hù)工作， 圖形存在更新不及時(shí) 、 不全面 等情況 ， 也增加 了潛在的安全隱患 。

2配網(wǎng)自動(dòng)化中常用的防偽鎖定方法

配電網(wǎng)是指電網(wǎng)中35 kV及以下的電壓等級(jí)。配電網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)器執(zhí)行的切換操作與居民停電直接相關(guān)。配電網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)分布在配電網(wǎng)絡(luò)站的機(jī)柜中，例如環(huán)形網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜和中間變電站。它們還包括配電線路上的極點(diǎn)開關(guān)。配電自動(dòng)化系統(tǒng)收集配電網(wǎng)電氣設(shè)備之間的拓?fù)潢P(guān)系。通過拓?fù)渌阉鞯逆i定操作，自動(dòng)找到預(yù)防性所需鎖定設(shè)備的基本操作規(guī)則。根據(jù)預(yù)定義的規(guī)則，這可能不取決于定義，電氣設(shè)備將自動(dòng)適應(yīng)電網(wǎng)拓?fù)涞淖兓＝榻B了配電網(wǎng)自動(dòng)化中常用的幾種防誤閉鎖方法。

2.1 微型計(jì)算機(jī)鎖定

依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)對(duì)高壓設(shè)備的開關(guān)進(jìn)行電器失誤操作的鎖定，這種技術(shù)便是計(jì)算機(jī)防誤鎖裝置。計(jì)算機(jī)防誤鎖裝置的工作原理是把實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)中的多個(gè)二次阻塞電路通過軟件轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔X系統(tǒng)中的幾個(gè)反阻塞規(guī)則數(shù)據(jù)庫(kù)，通常為5個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)現(xiàn)了反阻塞的數(shù)字化，并實(shí)現(xiàn)了不可逆的防錯(cuò)功能。

這種功能過去很難實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)防誤鎖系統(tǒng)主要由主機(jī)、屏幕、輸入設(shè)備、電子機(jī)械密碼鎖等部分組成。通過實(shí)體鎖（電子鎖、機(jī)械鎖）和邏輯鎖，完成了電氣柜斷路開關(guān)、開關(guān)刀、接地開關(guān)刀、接地線、門開關(guān)的鎖，形成了較為完整的具有“五防”功能的計(jì)算機(jī)防誤鎖系統(tǒng)。此外，計(jì)算機(jī)防誤鎖系統(tǒng)的開發(fā)可分為以下兩部分：

2.1.1 早期的微機(jī)防誤鎖定

第一代電子計(jì)算機(jī)加密技術(shù)主要依靠嵌入式計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，這是一種先進(jìn)的防止操作錯(cuò)誤的嵌入式技術(shù)。將誤操作模型細(xì)化為數(shù)學(xué)模型，通過數(shù)學(xué)模型建立相應(yīng)的防誤鎖系統(tǒng)邏輯序列，解決了復(fù)雜操作中的難題。與以往的鎖定方法相比，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)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(diǎn)：系統(tǒng)中存在“空著”的問題。在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行開鎖的步驟中，會(huì)存在著以下的問題：計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的過程中，存在著加密鎖沒有打開，但是計(jì)算機(jī)程序會(huì)繼續(xù)向下一步進(jìn)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(shí)際上并沒有起到作用，不能滿足預(yù)期效果。

2.1.2 與自動(dòng)化系統(tǒng)通信的新型微機(jī)防偽鎖定

在計(jì)算機(jī)帶動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)飛速發(fā)展時(shí)代，變電站系統(tǒng)中越來越多的應(yīng)用了集成自動(dòng)化系統(tǒng)，這種高度自動(dòng)化系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)防誤鎖系統(tǒng)相輔相成，應(yīng)用場(chǎng)景越來越廣泛，具有以下特點(diǎn)：

（1）現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備狀態(tài)通過本地監(jiān)控系統(tǒng)來采集，能夠?qū)崟r(shí)反應(yīng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時(shí)會(huì)把設(shè)備的具體信息反饋到計(jì)算機(jī)防誤鎖系統(tǒng)中。從而確保了防錯(cuò)鎖定系統(tǒng)的可靠性。

（2）無法從現(xiàn)場(chǎng)收集某些信號(hào)，例如網(wǎng)絡(luò)門，接地線，電源檢查，保險(xiǎn)等，但是需要監(jiān)視本地監(jiān)視系統(tǒng)和遠(yuǎn)程位置。此時(shí)，可以使用計(jì)算機(jī)密鑰收集設(shè)備的狀態(tài)信息，然后將其傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)視系統(tǒng)和距離。

2.2 空間層防止錯(cuò)誤

完成了測(cè)控裝置邏輯功能的分區(qū)級(jí)防濫用利用。目前，測(cè)控裝置中一般有五種防誤閉鎖功能，可用于新投產(chǎn)的綜合自動(dòng)化變電站。與來自刀閘狀態(tài)的信號(hào)相比，在后臺(tái)接收到的監(jiān)控信號(hào)減少了通信鏈路節(jié)點(diǎn)，能夠保持快速的實(shí)時(shí)傳輸性能。

2.3 微機(jī)預(yù)防錯(cuò)誤

（1）防止微機(jī)錯(cuò)誤是使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來防止高壓設(shè)備的電氣誤操作的設(shè)備。它通常由一臺(tái)主機(jī)，一個(gè)模擬屏幕（可離線使用），一個(gè)計(jì)算機(jī)鍵和一個(gè)密碼鎖（包括機(jī)械密碼鎖和電子密碼）組成。微機(jī)防誤裝置包括斷路器、開關(guān)片、接地片和閘門。其基本原理是通過編輯的邏輯自動(dòng)確定操作設(shè)備是否需要滿足鎖定條件。操作員將根據(jù)操作邏輯開具發(fā)票。模擬預(yù)覽正確后，將操作內(nèi)容傳送到計(jì)算機(jī)密鑰。發(fā)送后，將執(zhí)行密碼鎖定操作。最后，返回鍵的狀態(tài)將改變。

（2）有用于防止微機(jī)錯(cuò)誤的離線和在線類型。離線微型計(jì)算機(jī)通常配備有模擬屏幕以防止錯(cuò)誤，它不能實(shí)時(shí)顯示設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)。有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)和模擬屏幕的情況不一致，例如，現(xiàn)場(chǎng)斷路器實(shí)際上就位，如果不返回第二次操作的鍵，則會(huì)導(dǎo)致顯示器停留在分位數(shù)內(nèi)，使工具處于誘餌鎖定狀態(tài)。在線微機(jī)防誤通常采用防誤閉鎖邏輯，直接置于后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)中。后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)作為防錯(cuò)邏輯判斷的依據(jù)，由設(shè)計(jì)的防錯(cuò)鎖定邏輯進(jìn)行判斷。

（3）微機(jī)防錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)是具有整個(gè)站的邏輯防錯(cuò)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(cuò)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(jì)算機(jī)防止錯(cuò)誤通過。

結(jié)束語(yǔ)

配電網(wǎng)防誤系統(tǒng)集運(yùn)行防誤、配電網(wǎng)運(yùn)行管理、操作票管理等技術(shù)手段于一體，能有效防止配電網(wǎng)誤調(diào)度、誤操作的發(fā)生，促進(jìn)配電網(wǎng)向集中化、智能化方向發(fā)展，從根本上提高配電網(wǎng)運(yùn)行管理水平，產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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