在智能化變電站中構(gòu)建五防系統(tǒng)

宋炳柱，張孝芬

1.安徽送變電工程公司，安徽合肥 230022

2.安徽宏源電力設(shè)計(jì)公司，安徽合肥 230022

智能化變電站的五防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代化的智能變電站發(fā)展的一種必備的技術(shù)手段，它的完善和建設(shè)不僅關(guān)乎變電站智能化的發(fā)展前景，更是現(xiàn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性的要求，先進(jìn)的智能化五防系統(tǒng)有利于發(fā)揮變電站的工程設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化，落實(shí)“規(guī)范、鞏固、完善、提高”總設(shè)計(jì)要求，不斷的更新技術(shù)設(shè)備，此外，我國(guó)電力系統(tǒng)根據(jù)變電站的實(shí)際運(yùn)行狀況，提出了電氣設(shè)備五防建設(shè)的要求，并且頒布法規(guī)對(duì)電氣的管理、操作、和使用原則等進(jìn)行規(guī)定，所遵循的原則是：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設(shè)備，均應(yīng)裝設(shè)防誤裝置和相應(yīng)的防誤電氣閉鎖回路。根據(jù)此項(xiàng)原則，進(jìn)而提出了變電站中的五防系統(tǒng)構(gòu)建。同時(shí)，對(duì)于變電站五防系統(tǒng)構(gòu)建的重要性在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》中也有明確規(guī)定：采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，遠(yuǎn)方、就地操作，均應(yīng)具備防誤閉鎖功能。這對(duì)于促進(jìn)智能化的變電站五防系統(tǒng)的構(gòu)建都起到重要作用，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展、國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康運(yùn)行有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文從智能化變電站五防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行分析，以期能夠?yàn)樽冸娬局悄芑奈宸老到y(tǒng)構(gòu)建做出理論上的探討前提。

1 智能化變電站五防系統(tǒng)構(gòu)建的原則

1.1 推廣和使用現(xiàn)代最新的變電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)

智能化變電站的五防系統(tǒng)構(gòu)建要根據(jù)現(xiàn)在的變電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的要求，推廣和使用先進(jìn)變電站的防電氣誤操作的先進(jìn)方案，在設(shè)計(jì)過程中，要注意借鑒以往工程的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，不斷的吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不能局限于一套標(biāo)準(zhǔn)方案的設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)實(shí)工程實(shí)施的實(shí)際情況，是的智能化變電站的技術(shù)手段進(jìn)一步優(yōu)化，創(chuàng)新標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

1.2 不斷地更新技術(shù)和設(shè)備，優(yōu)化智能化變電站整體布局

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和更新，變電站智能化的裝備以及技術(shù)同時(shí)也要跟隨時(shí)代和科技的步伐不斷優(yōu)化，即使的采用和引進(jìn)新的技術(shù)設(shè)備來充實(shí)變電站設(shè)備以及五防系統(tǒng)的調(diào)整，積極的改進(jìn)布置優(yōu)化方案，具體的在通訊設(shè)備、專用通信室、低壓室、配電屏等改進(jìn)更新，結(jié)合現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，使得變電站智能化、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化運(yùn)行操作，減少人為事故的發(fā)生，最大限度的應(yīng)用科技創(chuàng)新來使得智能化變電站總平面五防系統(tǒng)構(gòu)建成為可能和一種必然趨勢(shì)。

1.3 遵循“規(guī)范、鞏固、提高、完善”的總設(shè)計(jì)方針

這是智能化變電站無非那個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建和設(shè)計(jì)時(shí)的總體要求的體現(xiàn)，遵循工程規(guī)范規(guī)章進(jìn)行建設(shè)，不斷鞏固變電站設(shè)置的基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)建施工的力度，提高工程建設(shè)質(zhì)量，保證建設(shè)的科學(xué)可持續(xù)發(fā)展性，完善總設(shè)計(jì)方案并且不斷優(yōu)化改進(jìn)，及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題，提高防范意識(shí)，防患于未然，最大限度的提高變電站五防系統(tǒng)構(gòu)建的合理性和環(huán)境適應(yīng)性，對(duì)構(gòu)建智能化、網(wǎng)絡(luò)化的五防系統(tǒng)打好基礎(chǔ)，促進(jìn)變電站的良性循環(huán)發(fā)展。

1.4 將工程條件和規(guī)程規(guī)范協(xié)調(diào)統(tǒng)一

變電站電氣操作和設(shè)計(jì)施工時(shí)，不但要嚴(yán)格遵守工程實(shí)施的規(guī)范規(guī)章制度要求，避免因人為因素導(dǎo)致的施工上的失誤，規(guī)范管理程序和操作步驟的流程，同時(shí)，要根據(jù)具體的智能化變電站的環(huán)境條件特點(diǎn)，將工程施工規(guī)范規(guī)章和當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境條件想統(tǒng)一，做到因地制宜的建設(shè)開發(fā)，最大限度針對(duì)環(huán)境特點(diǎn)來構(gòu)建五防系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，做到人與自然環(huán)境發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2 智能化變電站五防系統(tǒng)的特點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)方式

智能化變電站的五防系統(tǒng)的構(gòu)建是指防止帶負(fù)荷分合刀閘、防止誤入帶電隔離區(qū)間、防止誤分合斷路器、防止帶電掛接地線、防止帶地線合刀閘等防止五項(xiàng)電氣誤操作。將變電站中的五防系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)融為一體，通過對(duì)數(shù)據(jù)等信息的共享，完成自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的功能的實(shí)現(xiàn)，監(jiān)控一體化的五防系統(tǒng)具有幾方面以下特點(diǎn)：

1）五防系統(tǒng)的工作站作為整個(gè)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，具有靈活性和可操控性的特點(diǎn)，既可以作為系統(tǒng)運(yùn)行的操作總站，也可以進(jìn)行獨(dú)立的系統(tǒng)配置，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活的選擇，以便于實(shí)現(xiàn)整個(gè)變電站系統(tǒng)的操控；

2）五防系統(tǒng)集監(jiān)控和防誤于一體，在變電站數(shù)據(jù)信息共享的基礎(chǔ)上，五防監(jiān)測(cè)不用采取任何通信手段，及時(shí)獲取系統(tǒng)信息，進(jìn)行整個(gè)操控系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和防誤排查，減少二次建模的中間程序以及系統(tǒng)維護(hù)的工作量，節(jié)省了許多復(fù)雜環(huán)節(jié)，具有便捷性和直接性，同時(shí)，也大大提高了數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性和可靠性，是智能化變電站系統(tǒng)優(yōu)化的可靠和必要的手段；

3）五防系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控的一個(gè)智能化組成，在技術(shù)優(yōu)化上不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)全方位的無縫融合，具有數(shù)據(jù)圖形界面化的特點(diǎn)，并且同時(shí)支持UNIX/Windows/Linux等不同的操作系統(tǒng)，便于工作人員的操作，改變了以往復(fù)雜的操作程序，對(duì)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而極大地減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)和工作量。

隨著五防系統(tǒng)構(gòu)建在變電站中的重要性日益提升，我國(guó)各個(gè)單位也在致力于研究五防系統(tǒng)技術(shù)的創(chuàng)新和改進(jìn)，對(duì)智能化的變電站五防系統(tǒng)構(gòu)建的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了可能性，目前，不斷探索在新技術(shù)條件下五防系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方式主要有如下幾方面：

1）電氣防誤閉鎖。電氣防誤閉鎖是變電站中進(jìn)行防止電氣設(shè)備系統(tǒng)故障的一種有效手段和實(shí)現(xiàn)方式，作為一種最基本的電氣聯(lián)鎖技術(shù)在實(shí)際操作中經(jīng)常用到，它主要是通過聯(lián)接電力系統(tǒng)中相關(guān)設(shè)備的輔助觸點(diǎn)方式來實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖的目標(biāo)。具有可靠性和直接性。在實(shí)際操作中，電氣閉鎖回路經(jīng)過不斷完善和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)展了一套有效的電力系統(tǒng)防誤閉鎖程序，具備操作方便、可靠等優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)，也存在回路復(fù)雜，耗費(fèi)電纜等缺點(diǎn)，并且存在刀閘輔助觸點(diǎn)不可靠、戶外電磁鎖機(jī)構(gòu)易損壞等問題，需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷完善和發(fā)展電氣防誤閉鎖設(shè)備和技術(shù)的改進(jìn)、創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)五防系統(tǒng)的順利構(gòu)建；

2）機(jī)械防誤閉鎖。機(jī)械防誤閉鎖設(shè)備裝置一種戶內(nèi)變電站中的常用方式。結(jié)合了戶內(nèi)35kV的手車式開關(guān)柜設(shè)備以及10kV的金屬封閉型開關(guān)柜，把機(jī)械防誤閉鎖裝置聯(lián)合設(shè)計(jì)，在相關(guān)操作部位之間采用機(jī)械機(jī)構(gòu)的有機(jī)聯(lián)系來實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)操作，這種閉鎖方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便捷，無需輔助設(shè)備，同時(shí)，機(jī)械閉鎖設(shè)備具有防塵、防污染等功能，可以在污染嚴(yán)重的環(huán)境下裝置，但是，機(jī)械閉鎖裝飾的環(huán)節(jié)較多，在運(yùn)行當(dāng)中易導(dǎo)致機(jī)構(gòu)卡死的故障，不能有效防止誤分、誤合斷路器，給變電站的智能化閉鎖程序帶來一定程度上的局限性，需要我們?cè)趯?shí)際中根據(jù)具體環(huán)境條件，進(jìn)行分別設(shè)計(jì)統(tǒng)籌，趨利避害，以實(shí)現(xiàn)智能化變電站的五防系統(tǒng)構(gòu)建；

3）程序鎖。程序鎖是一種簡(jiǎn)單便捷、易實(shí)現(xiàn)戶外配電裝置的一種實(shí)現(xiàn)方式，不受距離的限制，用鑰匙傳遞和實(shí)現(xiàn)相關(guān)電力系統(tǒng)相關(guān)操作程序。同時(shí)，在操作上具有連續(xù)性的特點(diǎn)，從第一把鎖開始，中間不能中斷，這在一定程度上使得在使用上的安全性和可靠性降低，在實(shí)施過程中，要嚴(yán)格操作，防止操作中的卡澀現(xiàn)象或程序發(fā)生紊亂，防止帶電合地刀及防止誤入帶電間隔的功能不完善，實(shí)現(xiàn)五防系統(tǒng)的順利構(gòu)建。

智能化變電站的五防系統(tǒng)的構(gòu)建是電力系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)，不僅關(guān)乎電力事業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展，更是現(xiàn)在社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展觀的理念和要求，科學(xué)高效的構(gòu)建五防系統(tǒng)有利于我國(guó)變電站的工程設(shè)計(jì)的進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步落實(shí)“規(guī)范、鞏固、完善、提高”變電站總設(shè)計(jì)要求，在不斷的更新變電技術(shù)設(shè)備的前提下，加強(qiáng)變電站無非五防系統(tǒng)構(gòu)建的方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是建立良性循環(huán)的高水平、高效率、高科技的智能化變電站。目前，隨著科學(xué)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)水平的高速發(fā)展，基IEC61850 規(guī)約基礎(chǔ)上的智能化變電站已由技術(shù)研制階段逐步進(jìn)入工程試用階段，智能化變電站已成為變電站自動(dòng)化建設(shè)的發(fā)展方向。五防系統(tǒng)的構(gòu)建是智能化變電站發(fā)展的必然趨勢(shì)，基于IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)，按照過程層、間隔層、站控層三層結(jié)構(gòu)體系分層構(gòu)建，以智能化的光纖通信網(wǎng)絡(luò)代替繁雜的二次電纜，并實(shí)現(xiàn)智能設(shè)備間信息共享和互操作的變電站優(yōu)化做出進(jìn)一步探索，建設(shè)科學(xué)、先進(jìn)的變電站五防系統(tǒng)構(gòu)建，優(yōu)化變電站平面設(shè)計(jì)對(duì)于保證我國(guó)電力持續(xù)健康供應(yīng)具有重要意義，有利于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。

[1]南方電網(wǎng)變電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)第五卷110KV變電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)[M].中國(guó)電力出版社.

[2]電網(wǎng)設(shè)計(jì)工程師手冊(cè)（變電技術(shù)篇）[M].中國(guó)電力出版社.

[3]王輝強(qiáng).110KV變電站總平面布置優(yōu)化探討[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2003.

[4]邱軍.電力系統(tǒng)無功電壓就地控制研究[D].武漢：華中科技大學(xué)，2004.