杜海波　沈靜萍

摘要：近幾十年來，微機(jī)五防裝置得到了快速的發(fā)展，目前已經(jīng)被電力系統(tǒng)用戶廣泛地應(yīng)用，同時也被應(yīng)用到了高電壓等級防誤裝置之中，逐漸成為了一種主流裝置。隨著科技的發(fā)展，電力企業(yè)的運(yùn)行方式也發(fā)生了較大的改變，遙控操作逐漸取代了手動操作設(shè)備。文章對變電站微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：變電站；微機(jī)五防系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；防誤裝置；自動化系統(tǒng)；遙控操作 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）01-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0014

在操作回路上合理地安裝防誤系統(tǒng)，是使變電站能夠更加安全運(yùn)行，避免在操作工程中發(fā)生安全事故的一種有效措施。近幾年微機(jī)防誤技術(shù)的不斷成熟，使其被更加廣泛地應(yīng)用到了變電站中，這種應(yīng)用不僅在新建的變電站中有所體現(xiàn)，許多老變電站也對微機(jī)五防系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

1 五防功能

我國電力系統(tǒng)在實際應(yīng)用中出現(xiàn)過無數(shù)次的事故，通過對這些事故的總結(jié)，并對其他國家電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗進(jìn)行借鑒，提出了“五防”要求，來保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在設(shè)計和實現(xiàn)變電站防誤系統(tǒng)過程中需要以“五防”作為標(biāo)準(zhǔn)，“五防”具體指的是以下五種功能：（1）防治斷路器出現(xiàn)誤合、誤分情況；（2）防止合、分離開關(guān)上帶有負(fù)荷；（3）防止因疏忽而誤入帶電間隔；（4）防止帶接地刀閘（接地線）和隔離開關(guān)（斷路器）；（5）防止帶電合（掛）接地刀閘（接地線）。

2 防誤系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件構(gòu)成

防誤系統(tǒng)的硬件主要由主機(jī)系統(tǒng)、操作采集卡子系統(tǒng)、防誤操作器子系統(tǒng)三部分構(gòu)成，操作采集卡系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測多條線路的信號，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2 主機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計

主機(jī)軟件是整個五防系統(tǒng)的關(guān)鍵，在五防系統(tǒng)的軟件設(shè)計中應(yīng)當(dāng)重點對EEPROM的分配加以考慮，每一塊采集卡都應(yīng)當(dāng)具有四個接口，每個接口都可以對線路中的刀閘運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集，每個采集卡都會將存儲分為五個區(qū)，五個區(qū)中的一個分區(qū)用來存儲采集卡的地質(zhì)和與之對應(yīng)的四條線路號，其余四個分區(qū)則將會存儲于該分區(qū)對應(yīng)的線路號。主機(jī)系統(tǒng)軟件主要由六個模塊構(gòu)成，具體構(gòu)成信息如圖1所示：

圖1 功能模塊圖

2.2.1 安全控制。在安全控制模塊，第一步應(yīng)當(dāng)建立一個安全操作人員資源庫，安全庫中的人員必須是經(jīng)受過主管部門的批準(zhǔn)。在系統(tǒng)正常工作后，應(yīng)當(dāng)對訪問進(jìn)行控制，只有在系統(tǒng)登錄界面內(nèi)輸入正確的用戶名和密碼后才可進(jìn)入系統(tǒng)。如果出現(xiàn)三次輸入用戶名和密碼錯誤后，系統(tǒng)將會報警，使用者只有正確地輸入用戶名和密碼才可以對系統(tǒng)進(jìn)行操作。

2.2.2 數(shù)據(jù)通訊。通訊的內(nèi)容可以自行設(shè)計，采集卡器與主機(jī)之間運(yùn)用組播的方式進(jìn)行通訊，所有的采集卡其都有自身的一個固定地址，當(dāng)主機(jī)發(fā)射帶有采集卡器存儲地址的信息相同時，采集卡將會接受到這個信息，再通過對信的詳細(xì)分析來確定應(yīng)當(dāng)由哪一個采集卡響應(yīng)。

2.2.3 規(guī)則控制。在設(shè)計系統(tǒng)過程中，需要對“五防規(guī)則”進(jìn)行深度分析，結(jié)合變電站的實際操作流程設(shè)計防誤方案。實際方案如下：依據(jù)不同的防誤規(guī)則建立多條“線路規(guī)則表”，在“線路規(guī)則表”中應(yīng)當(dāng)有操作刀閘狀態(tài)、限制操作刀閘線路等字樣，如果其中的幾條線路的接線方法沒有任何差別，那么這些線路的“五防規(guī)則”也不會存在差別。

2.2.4 動態(tài)顯示。通過顯示其對變電站的接線圖進(jìn)行顯示，系統(tǒng)運(yùn)行后，應(yīng)當(dāng)初始化模塊，主機(jī)采集卡發(fā)送初始化幀，采集卡依據(jù)最初線路將最初的狀態(tài)發(fā)送給主機(jī)通訊模塊。此時，顯示模塊則可以依據(jù)實際狀況獲取狀態(tài)信息，并將刀閘所處狀態(tài)顯示到接線圖上。

2.2.5 存儲查詢。電力系統(tǒng)的現(xiàn)場操作都必須能夠被存儲，以便日后查詢，在程序設(shè)計時就應(yīng)當(dāng)設(shè)立“操作記錄表”，在記錄表中應(yīng)當(dāng)記錄工作人員的姓名、操作時間、操作狀態(tài)等詳細(xì)信息，除此之外該表應(yīng)當(dāng)能夠以報表的形式打印出來。對于非法登錄的用戶名、登錄時間、密碼等信息也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行記錄，方便日后對系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行查詢。

2.2.6 系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)模塊維護(hù)的主要功能就是對整個系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，一般情況下可以將系統(tǒng)的使用權(quán)分為系統(tǒng)管理、特權(quán)操作、普通操作三種。在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中應(yīng)當(dāng)建立記錄表，記錄操作人員的姓名、用戶名、密碼、使用權(quán)限等，這樣具有不同權(quán)限的操作人員就可以對系統(tǒng)進(jìn)行不同的操作。

3 系統(tǒng)的構(gòu)成及應(yīng)用

微機(jī)五防系統(tǒng)由多個部件組成，其中主要包括微型計算機(jī)、電腦鑰匙、電編碼鎖等，其詳細(xì)構(gòu)成如圖2所示。在所有的組成構(gòu)件中，工控主板是主要的核心設(shè)備，在設(shè)計系統(tǒng)軟件過程中應(yīng)當(dāng)預(yù)先對變電廠中設(shè)備的所有操作規(guī)則進(jìn)行模擬。系統(tǒng)可以通過模擬屏或監(jiān)控系統(tǒng)了解到設(shè)備的實際運(yùn)行情況。在進(jìn)行操作演練時，系統(tǒng)將會依照預(yù)先編制的規(guī)則拒絕違規(guī)操作的執(zhí)行，在演練結(jié)束后可以利用工控主機(jī)板將正確的操作輸入到系統(tǒng)中，這時工作人員就可以利用電腦鑰匙到現(xiàn)場進(jìn)行工作了。

圖2 五防系統(tǒng)的組成

在操作過程中，操作人員通過電腦鑰匙可以獲取設(shè)備中的名稱。操作人員只需將電腦鑰匙插入到對應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，便可利用探頭檢測對象的正確與否。如果操作正確，那么則會顯示信息，同時打開回路。當(dāng)一項操作結(jié)束后，電腦鑰匙會顯示下一項內(nèi)容，如果在操作過程中走錯了間隔則不能開鎖，同時電腦鑰匙也會發(fā)出報警聲，這樣也就達(dá)到了防止誤操作的目的。

電碼編鎖主要用于操作的閉鎖，也就是一個開接點，經(jīng)常以串入的形式被連接到操作回路之中，因為原有的回路被切斷，所以在操作之前必須利用電腦鑰匙進(jìn)行解鎖。機(jī)械編鎖主要用于接地刀閘、掛鎖等。掛鎖結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有使用、安裝、維護(hù)便捷，其主要缺點是單一的掛鎖無法阻礙“空程序”?！翱粘绦颉敝傅木褪枪ぷ魅藛T利用電腦鑰匙將機(jī)械編鎖打開后沒有進(jìn)行實際操作，而此時電腦鑰匙仍然進(jìn)行了下一步操作。五防系統(tǒng)在實際應(yīng)用中可能遇到需要緊急處理的時間，這時候就無法依照正常的順序進(jìn)行，為了能夠快速準(zhǔn)確接觸閉鎖狀態(tài)，可授權(quán)人使用開關(guān)閉鎖控制器緊急解鎖功能和電編碼鎖、機(jī)械編碼鎖緊急解鎖鑰匙，從而跳過五防系統(tǒng)的應(yīng)急處理。

自動化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)常需要對許多變電站進(jìn)行統(tǒng)一控制和統(tǒng)一調(diào)度，統(tǒng)一調(diào)度也常被人們稱之為集控站模式。在集控站模式中，應(yīng)當(dāng)先將需要操作的任務(wù)進(jìn)行打票，將所有的正確操作票集中到中心上，然后再向子站發(fā)送，操作人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)電腦鑰匙接收任務(wù)，在操作進(jìn)行結(jié)束后，回傳對位。在集控中心對需要進(jìn)行的操作任務(wù)進(jìn)行打票，操作人員持有操作票進(jìn)行模擬預(yù)演，然后再進(jìn)行電腦鑰匙發(fā)送，依據(jù)電腦鑰匙的實際操作狀況，進(jìn)行合理的回傳對位。

4 結(jié)語

微機(jī)五防系統(tǒng)在現(xiàn)代的變電站中得到了廣泛的應(yīng)用，并有效地解決了“空程序”問題，同時通過微機(jī)五防系統(tǒng)可以使整個變電站的運(yùn)行變得更加高效合理。雖然現(xiàn)階段我國在微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用中較為落后，但相信隨著科技的發(fā)展，在不久的將來我國在變電中對微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用都將會站在世界的領(lǐng)先行列。

參考文獻(xiàn)

[1] 李鴿朋.集控站無線五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[D].電子科技大學(xué)，2012.

[2] 劉繼偉.基于統(tǒng)計的變電站微機(jī)“五防”可靠性分析[D].華北電力大學(xué)，2013.

[3] 潘盛.微機(jī)五防系統(tǒng)在東莞供電局變電站的應(yīng)用及探索[D].華南理工大學(xué)，2010.

[4] 鄧榮輝.變電站在線式五防系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2013.

[5] 王翔.變電站綜合系統(tǒng)化系統(tǒng)設(shè)計及消除鐵磁諧振的研究[D].太原科技大學(xué)，2014.

作者簡介：杜海波（1976—），男，河北人，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司巴彥淖爾電業(yè)局變電管理處吉祥運(yùn)維站主值班員，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)行與維護(hù)、電力系統(tǒng)自動化。

（責(zé)任編輯：周 瓊）

摘要：近幾十年來，微機(jī)五防裝置得到了快速的發(fā)展，目前已經(jīng)被電力系統(tǒng)用戶廣泛地應(yīng)用，同時也被應(yīng)用到了高電壓等級防誤裝置之中，逐漸成為了一種主流裝置。隨著科技的發(fā)展，電力企業(yè)的運(yùn)行方式也發(fā)生了較大的改變，遙控操作逐漸取代了手動操作設(shè)備。文章對變電站微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：變電站；微機(jī)五防系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；防誤裝置；自動化系統(tǒng)；遙控操作 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）01-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0014

在操作回路上合理地安裝防誤系統(tǒng)，是使變電站能夠更加安全運(yùn)行，避免在操作工程中發(fā)生安全事故的一種有效措施。近幾年微機(jī)防誤技術(shù)的不斷成熟，使其被更加廣泛地應(yīng)用到了變電站中，這種應(yīng)用不僅在新建的變電站中有所體現(xiàn)，許多老變電站也對微機(jī)五防系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

1 五防功能

我國電力系統(tǒng)在實際應(yīng)用中出現(xiàn)過無數(shù)次的事故，通過對這些事故的總結(jié)，并對其他國家電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗進(jìn)行借鑒，提出了“五防”要求，來保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在設(shè)計和實現(xiàn)變電站防誤系統(tǒng)過程中需要以“五防”作為標(biāo)準(zhǔn)，“五防”具體指的是以下五種功能：（1）防治斷路器出現(xiàn)誤合、誤分情況；（2）防止合、分離開關(guān)上帶有負(fù)荷；（3）防止因疏忽而誤入帶電間隔；（4）防止帶接地刀閘（接地線）和隔離開關(guān)（斷路器）；（5）防止帶電合（掛）接地刀閘（接地線）。

2 防誤系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件構(gòu)成

防誤系統(tǒng)的硬件主要由主機(jī)系統(tǒng)、操作采集卡子系統(tǒng)、防誤操作器子系統(tǒng)三部分構(gòu)成，操作采集卡系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測多條線路的信號，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2 主機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計

主機(jī)軟件是整個五防系統(tǒng)的關(guān)鍵，在五防系統(tǒng)的軟件設(shè)計中應(yīng)當(dāng)重點對EEPROM的分配加以考慮，每一塊采集卡都應(yīng)當(dāng)具有四個接口，每個接口都可以對線路中的刀閘運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集，每個采集卡都會將存儲分為五個區(qū)，五個區(qū)中的一個分區(qū)用來存儲采集卡的地質(zhì)和與之對應(yīng)的四條線路號，其余四個分區(qū)則將會存儲于該分區(qū)對應(yīng)的線路號。主機(jī)系統(tǒng)軟件主要由六個模塊構(gòu)成，具體構(gòu)成信息如圖1所示：

圖1 功能模塊圖

2.2.1 安全控制。在安全控制模塊，第一步應(yīng)當(dāng)建立一個安全操作人員資源庫，安全庫中的人員必須是經(jīng)受過主管部門的批準(zhǔn)。在系統(tǒng)正常工作后，應(yīng)當(dāng)對訪問進(jìn)行控制，只有在系統(tǒng)登錄界面內(nèi)輸入正確的用戶名和密碼后才可進(jìn)入系統(tǒng)。如果出現(xiàn)三次輸入用戶名和密碼錯誤后，系統(tǒng)將會報警，使用者只有正確地輸入用戶名和密碼才可以對系統(tǒng)進(jìn)行操作。

2.2.2 數(shù)據(jù)通訊。通訊的內(nèi)容可以自行設(shè)計，采集卡器與主機(jī)之間運(yùn)用組播的方式進(jìn)行通訊，所有的采集卡其都有自身的一個固定地址，當(dāng)主機(jī)發(fā)射帶有采集卡器存儲地址的信息相同時，采集卡將會接受到這個信息，再通過對信的詳細(xì)分析來確定應(yīng)當(dāng)由哪一個采集卡響應(yīng)。

2.2.3 規(guī)則控制。在設(shè)計系統(tǒng)過程中，需要對“五防規(guī)則”進(jìn)行深度分析，結(jié)合變電站的實際操作流程設(shè)計防誤方案。實際方案如下：依據(jù)不同的防誤規(guī)則建立多條“線路規(guī)則表”，在“線路規(guī)則表”中應(yīng)當(dāng)有操作刀閘狀態(tài)、限制操作刀閘線路等字樣，如果其中的幾條線路的接線方法沒有任何差別，那么這些線路的“五防規(guī)則”也不會存在差別。

2.2.4 動態(tài)顯示。通過顯示其對變電站的接線圖進(jìn)行顯示，系統(tǒng)運(yùn)行后，應(yīng)當(dāng)初始化模塊，主機(jī)采集卡發(fā)送初始化幀，采集卡依據(jù)最初線路將最初的狀態(tài)發(fā)送給主機(jī)通訊模塊。此時，顯示模塊則可以依據(jù)實際狀況獲取狀態(tài)信息，并將刀閘所處狀態(tài)顯示到接線圖上。

2.2.5 存儲查詢。電力系統(tǒng)的現(xiàn)場操作都必須能夠被存儲，以便日后查詢，在程序設(shè)計時就應(yīng)當(dāng)設(shè)立“操作記錄表”，在記錄表中應(yīng)當(dāng)記錄工作人員的姓名、操作時間、操作狀態(tài)等詳細(xì)信息，除此之外該表應(yīng)當(dāng)能夠以報表的形式打印出來。對于非法登錄的用戶名、登錄時間、密碼等信息也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行記錄，方便日后對系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行查詢。

2.2.6 系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)模塊維護(hù)的主要功能就是對整個系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，一般情況下可以將系統(tǒng)的使用權(quán)分為系統(tǒng)管理、特權(quán)操作、普通操作三種。在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中應(yīng)當(dāng)建立記錄表，記錄操作人員的姓名、用戶名、密碼、使用權(quán)限等，這樣具有不同權(quán)限的操作人員就可以對系統(tǒng)進(jìn)行不同的操作。

3 系統(tǒng)的構(gòu)成及應(yīng)用

微機(jī)五防系統(tǒng)由多個部件組成，其中主要包括微型計算機(jī)、電腦鑰匙、電編碼鎖等，其詳細(xì)構(gòu)成如圖2所示。在所有的組成構(gòu)件中，工控主板是主要的核心設(shè)備，在設(shè)計系統(tǒng)軟件過程中應(yīng)當(dāng)預(yù)先對變電廠中設(shè)備的所有操作規(guī)則進(jìn)行模擬。系統(tǒng)可以通過模擬屏或監(jiān)控系統(tǒng)了解到設(shè)備的實際運(yùn)行情況。在進(jìn)行操作演練時，系統(tǒng)將會依照預(yù)先編制的規(guī)則拒絕違規(guī)操作的執(zhí)行，在演練結(jié)束后可以利用工控主機(jī)板將正確的操作輸入到系統(tǒng)中，這時工作人員就可以利用電腦鑰匙到現(xiàn)場進(jìn)行工作了。

圖2 五防系統(tǒng)的組成

在操作過程中，操作人員通過電腦鑰匙可以獲取設(shè)備中的名稱。操作人員只需將電腦鑰匙插入到對應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，便可利用探頭檢測對象的正確與否。如果操作正確，那么則會顯示信息，同時打開回路。當(dāng)一項操作結(jié)束后，電腦鑰匙會顯示下一項內(nèi)容，如果在操作過程中走錯了間隔則不能開鎖，同時電腦鑰匙也會發(fā)出報警聲，這樣也就達(dá)到了防止誤操作的目的。

電碼編鎖主要用于操作的閉鎖，也就是一個開接點，經(jīng)常以串入的形式被連接到操作回路之中，因為原有的回路被切斷，所以在操作之前必須利用電腦鑰匙進(jìn)行解鎖。機(jī)械編鎖主要用于接地刀閘、掛鎖等。掛鎖結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有使用、安裝、維護(hù)便捷，其主要缺點是單一的掛鎖無法阻礙“空程序”?！翱粘绦颉敝傅木褪枪ぷ魅藛T利用電腦鑰匙將機(jī)械編鎖打開后沒有進(jìn)行實際操作，而此時電腦鑰匙仍然進(jìn)行了下一步操作。五防系統(tǒng)在實際應(yīng)用中可能遇到需要緊急處理的時間，這時候就無法依照正常的順序進(jìn)行，為了能夠快速準(zhǔn)確接觸閉鎖狀態(tài)，可授權(quán)人使用開關(guān)閉鎖控制器緊急解鎖功能和電編碼鎖、機(jī)械編碼鎖緊急解鎖鑰匙，從而跳過五防系統(tǒng)的應(yīng)急處理。

自動化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)常需要對許多變電站進(jìn)行統(tǒng)一控制和統(tǒng)一調(diào)度，統(tǒng)一調(diào)度也常被人們稱之為集控站模式。在集控站模式中，應(yīng)當(dāng)先將需要操作的任務(wù)進(jìn)行打票，將所有的正確操作票集中到中心上，然后再向子站發(fā)送，操作人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)電腦鑰匙接收任務(wù)，在操作進(jìn)行結(jié)束后，回傳對位。在集控中心對需要進(jìn)行的操作任務(wù)進(jìn)行打票，操作人員持有操作票進(jìn)行模擬預(yù)演，然后再進(jìn)行電腦鑰匙發(fā)送，依據(jù)電腦鑰匙的實際操作狀況，進(jìn)行合理的回傳對位。

4 結(jié)語

微機(jī)五防系統(tǒng)在現(xiàn)代的變電站中得到了廣泛的應(yīng)用，并有效地解決了“空程序”問題，同時通過微機(jī)五防系統(tǒng)可以使整個變電站的運(yùn)行變得更加高效合理。雖然現(xiàn)階段我國在微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用中較為落后，但相信隨著科技的發(fā)展，在不久的將來我國在變電中對微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用都將會站在世界的領(lǐng)先行列。

參考文獻(xiàn)

[1] 李鴿朋.集控站無線五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[D].電子科技大學(xué)，2012.

[2] 劉繼偉.基于統(tǒng)計的變電站微機(jī)“五防”可靠性分析[D].華北電力大學(xué)，2013.

[3] 潘盛.微機(jī)五防系統(tǒng)在東莞供電局變電站的應(yīng)用及探索[D].華南理工大學(xué)，2010.

[4] 鄧榮輝.變電站在線式五防系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2013.

[5] 王翔.變電站綜合系統(tǒng)化系統(tǒng)設(shè)計及消除鐵磁諧振的研究[D].太原科技大學(xué)，2014.

作者簡介：杜海波（1976—），男，河北人，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司巴彥淖爾電業(yè)局變電管理處吉祥運(yùn)維站主值班員，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)行與維護(hù)、電力系統(tǒng)自動化。

（責(zé)任編輯：周 瓊）

摘要：近幾十年來，微機(jī)五防裝置得到了快速的發(fā)展，目前已經(jīng)被電力系統(tǒng)用戶廣泛地應(yīng)用，同時也被應(yīng)用到了高電壓等級防誤裝置之中，逐漸成為了一種主流裝置。隨著科技的發(fā)展，電力企業(yè)的運(yùn)行方式也發(fā)生了較大的改變，遙控操作逐漸取代了手動操作設(shè)備。文章對變電站微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：變電站；微機(jī)五防系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；防誤裝置；自動化系統(tǒng)；遙控操作 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM774 文章編號：1009-2374（2015）01-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0014

在操作回路上合理地安裝防誤系統(tǒng)，是使變電站能夠更加安全運(yùn)行，避免在操作工程中發(fā)生安全事故的一種有效措施。近幾年微機(jī)防誤技術(shù)的不斷成熟，使其被更加廣泛地應(yīng)用到了變電站中，這種應(yīng)用不僅在新建的變電站中有所體現(xiàn)，許多老變電站也對微機(jī)五防系統(tǒng)進(jìn)行了改造。

1 五防功能

我國電力系統(tǒng)在實際應(yīng)用中出現(xiàn)過無數(shù)次的事故，通過對這些事故的總結(jié)，并對其他國家電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗進(jìn)行借鑒，提出了“五防”要求，來保障電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在設(shè)計和實現(xiàn)變電站防誤系統(tǒng)過程中需要以“五防”作為標(biāo)準(zhǔn)，“五防”具體指的是以下五種功能：（1）防治斷路器出現(xiàn)誤合、誤分情況；（2）防止合、分離開關(guān)上帶有負(fù)荷；（3）防止因疏忽而誤入帶電間隔；（4）防止帶接地刀閘（接地線）和隔離開關(guān)（斷路器）；（5）防止帶電合（掛）接地刀閘（接地線）。

2 防誤系統(tǒng)設(shè)計

2.1 硬件構(gòu)成

防誤系統(tǒng)的硬件主要由主機(jī)系統(tǒng)、操作采集卡子系統(tǒng)、防誤操作器子系統(tǒng)三部分構(gòu)成，操作采集卡系統(tǒng)負(fù)責(zé)檢測多條線路的信號，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2 主機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計

主機(jī)軟件是整個五防系統(tǒng)的關(guān)鍵，在五防系統(tǒng)的軟件設(shè)計中應(yīng)當(dāng)重點對EEPROM的分配加以考慮，每一塊采集卡都應(yīng)當(dāng)具有四個接口，每個接口都可以對線路中的刀閘運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集，每個采集卡都會將存儲分為五個區(qū)，五個區(qū)中的一個分區(qū)用來存儲采集卡的地質(zhì)和與之對應(yīng)的四條線路號，其余四個分區(qū)則將會存儲于該分區(qū)對應(yīng)的線路號。主機(jī)系統(tǒng)軟件主要由六個模塊構(gòu)成，具體構(gòu)成信息如圖1所示：

圖1 功能模塊圖

2.2.1 安全控制。在安全控制模塊，第一步應(yīng)當(dāng)建立一個安全操作人員資源庫，安全庫中的人員必須是經(jīng)受過主管部門的批準(zhǔn)。在系統(tǒng)正常工作后，應(yīng)當(dāng)對訪問進(jìn)行控制，只有在系統(tǒng)登錄界面內(nèi)輸入正確的用戶名和密碼后才可進(jìn)入系統(tǒng)。如果出現(xiàn)三次輸入用戶名和密碼錯誤后，系統(tǒng)將會報警，使用者只有正確地輸入用戶名和密碼才可以對系統(tǒng)進(jìn)行操作。

2.2.2 數(shù)據(jù)通訊。通訊的內(nèi)容可以自行設(shè)計，采集卡器與主機(jī)之間運(yùn)用組播的方式進(jìn)行通訊，所有的采集卡其都有自身的一個固定地址，當(dāng)主機(jī)發(fā)射帶有采集卡器存儲地址的信息相同時，采集卡將會接受到這個信息，再通過對信的詳細(xì)分析來確定應(yīng)當(dāng)由哪一個采集卡響應(yīng)。

2.2.3 規(guī)則控制。在設(shè)計系統(tǒng)過程中，需要對“五防規(guī)則”進(jìn)行深度分析，結(jié)合變電站的實際操作流程設(shè)計防誤方案。實際方案如下：依據(jù)不同的防誤規(guī)則建立多條“線路規(guī)則表”，在“線路規(guī)則表”中應(yīng)當(dāng)有操作刀閘狀態(tài)、限制操作刀閘線路等字樣，如果其中的幾條線路的接線方法沒有任何差別，那么這些線路的“五防規(guī)則”也不會存在差別。

2.2.4 動態(tài)顯示。通過顯示其對變電站的接線圖進(jìn)行顯示，系統(tǒng)運(yùn)行后，應(yīng)當(dāng)初始化模塊，主機(jī)采集卡發(fā)送初始化幀，采集卡依據(jù)最初線路將最初的狀態(tài)發(fā)送給主機(jī)通訊模塊。此時，顯示模塊則可以依據(jù)實際狀況獲取狀態(tài)信息，并將刀閘所處狀態(tài)顯示到接線圖上。

2.2.5 存儲查詢。電力系統(tǒng)的現(xiàn)場操作都必須能夠被存儲，以便日后查詢，在程序設(shè)計時就應(yīng)當(dāng)設(shè)立“操作記錄表”，在記錄表中應(yīng)當(dāng)記錄工作人員的姓名、操作時間、操作狀態(tài)等詳細(xì)信息，除此之外該表應(yīng)當(dāng)能夠以報表的形式打印出來。對于非法登錄的用戶名、登錄時間、密碼等信息也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行記錄，方便日后對系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行查詢。

2.2.6 系統(tǒng)維護(hù)。系統(tǒng)模塊維護(hù)的主要功能就是對整個系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，一般情況下可以將系統(tǒng)的使用權(quán)分為系統(tǒng)管理、特權(quán)操作、普通操作三種。在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中應(yīng)當(dāng)建立記錄表，記錄操作人員的姓名、用戶名、密碼、使用權(quán)限等，這樣具有不同權(quán)限的操作人員就可以對系統(tǒng)進(jìn)行不同的操作。

3 系統(tǒng)的構(gòu)成及應(yīng)用

微機(jī)五防系統(tǒng)由多個部件組成，其中主要包括微型計算機(jī)、電腦鑰匙、電編碼鎖等，其詳細(xì)構(gòu)成如圖2所示。在所有的組成構(gòu)件中，工控主板是主要的核心設(shè)備，在設(shè)計系統(tǒng)軟件過程中應(yīng)當(dāng)預(yù)先對變電廠中設(shè)備的所有操作規(guī)則進(jìn)行模擬。系統(tǒng)可以通過模擬屏或監(jiān)控系統(tǒng)了解到設(shè)備的實際運(yùn)行情況。在進(jìn)行操作演練時，系統(tǒng)將會依照預(yù)先編制的規(guī)則拒絕違規(guī)操作的執(zhí)行，在演練結(jié)束后可以利用工控主機(jī)板將正確的操作輸入到系統(tǒng)中，這時工作人員就可以利用電腦鑰匙到現(xiàn)場進(jìn)行工作了。

圖2 五防系統(tǒng)的組成

在操作過程中，操作人員通過電腦鑰匙可以獲取設(shè)備中的名稱。操作人員只需將電腦鑰匙插入到對應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，便可利用探頭檢測對象的正確與否。如果操作正確，那么則會顯示信息，同時打開回路。當(dāng)一項操作結(jié)束后，電腦鑰匙會顯示下一項內(nèi)容，如果在操作過程中走錯了間隔則不能開鎖，同時電腦鑰匙也會發(fā)出報警聲，這樣也就達(dá)到了防止誤操作的目的。

電碼編鎖主要用于操作的閉鎖，也就是一個開接點，經(jīng)常以串入的形式被連接到操作回路之中，因為原有的回路被切斷，所以在操作之前必須利用電腦鑰匙進(jìn)行解鎖。機(jī)械編鎖主要用于接地刀閘、掛鎖等。掛鎖結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點有使用、安裝、維護(hù)便捷，其主要缺點是單一的掛鎖無法阻礙“空程序”。“空程序”指的就是工作人員利用電腦鑰匙將機(jī)械編鎖打開后沒有進(jìn)行實際操作，而此時電腦鑰匙仍然進(jìn)行了下一步操作。五防系統(tǒng)在實際應(yīng)用中可能遇到需要緊急處理的時間，這時候就無法依照正常的順序進(jìn)行，為了能夠快速準(zhǔn)確接觸閉鎖狀態(tài)，可授權(quán)人使用開關(guān)閉鎖控制器緊急解鎖功能和電編碼鎖、機(jī)械編碼鎖緊急解鎖鑰匙，從而跳過五防系統(tǒng)的應(yīng)急處理。

自動化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)常需要對許多變電站進(jìn)行統(tǒng)一控制和統(tǒng)一調(diào)度，統(tǒng)一調(diào)度也常被人們稱之為集控站模式。在集控站模式中，應(yīng)當(dāng)先將需要操作的任務(wù)進(jìn)行打票，將所有的正確操作票集中到中心上，然后再向子站發(fā)送，操作人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)電腦鑰匙接收任務(wù)，在操作進(jìn)行結(jié)束后，回傳對位。在集控中心對需要進(jìn)行的操作任務(wù)進(jìn)行打票，操作人員持有操作票進(jìn)行模擬預(yù)演，然后再進(jìn)行電腦鑰匙發(fā)送，依據(jù)電腦鑰匙的實際操作狀況，進(jìn)行合理的回傳對位。

4 結(jié)語

微機(jī)五防系統(tǒng)在現(xiàn)代的變電站中得到了廣泛的應(yīng)用，并有效地解決了“空程序”問題，同時通過微機(jī)五防系統(tǒng)可以使整個變電站的運(yùn)行變得更加高效合理。雖然現(xiàn)階段我國在微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用中較為落后，但相信隨著科技的發(fā)展，在不久的將來我國在變電中對微機(jī)五防系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用都將會站在世界的領(lǐng)先行列。

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作者簡介：杜海波（1976—），男，河北人，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司巴彥淖爾電業(yè)局變電管理處吉祥運(yùn)維站主值班員，助理工程師，研究方向：變電運(yùn)行與維護(hù)、電力系統(tǒng)自動化。

（責(zé)任編輯：周 瓊）