淺談變電站五防一體化系統

楊衛軍 傅 靜

（天津市電力公司檢修公司 中國 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行，就要不斷完善五防系統，要保證所有正常的倒閘操作就要嚴格按照變電站五防系統的模擬預演和邏輯判斷進行操作，五防系統的穩定和完善能夠降低電網事故的發生率。隨著我國電網的日益發展和用戶用電量的逐漸增大，用戶對供電可靠性的要求越來越嚴格，這就使得五防系統的重要作用越來越突出。目前，綜合自動化變電站中現在普遍采用的是監控系統與五防系統的獨立運行模式，隨著變電站綜合自動化技術的日趨完善，五防系統與監控系統的合并運用使得五防一體化系統的構建成為現實。

1 五防一體化系統的組成及缺點

在原來的微機五防模式下，五防一體化系統方案的設計取消了獨立五防主機，將五防系統嵌入監控系統，利用基于測控網絡的防誤閉鎖技術，實現了間隔聯鎖和調度端遙控操作的防誤閉鎖功能。五防一體化系統由站控層、間隔層和現場單元電氣閉鎖三層防誤組成。

1.1 五防一體化系統的組成

1.1.1 站控層的防誤閉鎖

以監控的圖形環境和實時庫為數據基礎在監控系統新增加了五防功能模塊，實現了帶有操作票智能生成與管理并對變電站一次設備的遠方及就地操作進行五防閉鎖功能的監控模塊的構建。在一次設備的后臺遙控操作上，可以憑借和五防模塊的實時數據共享與交換可靠地實現邏輯閉鎖功能。而對于一次設備的就地操作，就需要將操作票內的相關操作內容傳輸到電腦鑰匙中，通過電腦鑰匙強大的功能實現一次設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，閉鎖范圍包括全站的斷路器、隔離開關、接地刀閘、網門和接地線，這樣能有效防止人為誤操作事故的發生。

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控裝置與變電站內以太網，在測控裝置借助管理軟件中的PLC，畫出所需的梯形圖，然后通過串口下載到裝置里即可完成所需功能。間隔層的防誤系統一般分為間隔內閉鎖和間隔聯鎖，間隔內的閉鎖可以簡單實現防誤，問隔間聯鎖的信息一部分來源于裝置本地，另一部分則來源于聯鎖裝置，聯鎖信息通過實時查詢方式來獲取，實時查詢是在遙控選擇命令是否執行。由于可以根據測控裝置中電氣設備的位置變化信息實現間隔層防誤閉鎖的在線閉鎖，在變電站的集控中心或調度遠方遙控操作變電站斷路器和電動刀閘時，間隔層的防誤閉鎖功能有效防止調度端遠方操作后，因位置信息返回不及時造成的誤操作。

1.1.3 現場單元電氣設備的防誤閉鎖

現場單元電氣閉鎖是通過二次電纜連接將間隔內關聯電氣設備位置狀態轉化為對電氣設備操作流程進行閉鎖。在這一過程中，依靠電氣設備本身的位置狀態進行閉鎖最大的優點就是實時性強，而且操作簡單使用方便。但是也有敷設需要大量電纜和施工工作量大的缺點。輔助接點可靠性差，還導致了閉鎖的穩定性不高。作為五防一體化的最后防線，現場單元電氣閉鎖層的閉鎖范圍是全站的隔離刀閘。

1.2 五防一體化系統的缺點

五防一體化系統的運用比較廣泛，在運用還過程中還是會凸顯出一些缺點。由于一體化五防系統的鎖具的操作結果一般是由電腦鑰匙進行檢測或人工進行確認，在所有的操作項完成以后形成的虛遙信號回傳給五防工作站，這就使得五方系統缺乏可靠性和實時性。再加上監控系統與專業的防誤閉鎖裝置來自不同的制造廠商，使得在沒有統一行業標準的情況下，其在設計上會各自為政，造成監控系統和防誤閉鎖設備不能具有很好的融合性，最終導致閉鎖設備功能的部分缺失。五防系統還具有安全性不高的缺點，一體化五防系統自動化的程度高，在系統的維護上需要委外，這就導致在實施委外維護的監管難度變大，使得監控機的信息會有誤改的風險。在系統的運行維護方面，一體化五防系統具有監視功能和防誤功能，這就使得主接線圖上需要增設地線樁和網柜門等一次設備，這就會使得系統變得更加復雜，給系統的調試和維護增加了難度。

2 五防一體化系統存在的問題及解決對策

五防一體化系統在建立在獨立的微機五防系統之上的，通過將五防系統嵌入到監控系統中來實現高度的自動控制，一體化五防系統能夠有效利用計算機資源，能夠高效實現信息資源的共享。然而五防一體化系統在變電站的推廣使用的過程中，在系統的操作流程和運行維護上還存在很多的問題亟待解決。

2.1 五防一體化系統操作流程分析

五防一體化系統的實際應用中，已經避免了以往經常出現的五防系統與監控系統通訊的故障問題，其系統具有操作簡單和響應速度快的優點。五防一體化系統變電站端的每一步操作都要經過站控層的五防規則、間隔層五防規則校驗和單元電氣閉鎖三級防誤，這也大大提高了變電站倒閘操作的安全性。

2.2 五防一體化系統維護

五防一體化的系統日常維護主要包括系統軟件和現場電腦鑰匙及鎖具的維護，五防系統與監控系統實現一體化后，使得五防系統數據的維護工作量大大減少而變得簡單。此外，由于五防系統作為監控系統的子系統，在數據維護和鎖具的維護上得到了專業班組的專門維護，這改變了以往五防系統維護分工不明確的局面，使得五防系統的運行可靠性得到了很大的提高。

2.3 系統的安裝調試存在問題及解決措施

以往的綜合自動化廠家，由于首次涉及變電站五防功能的設計，所以對五防系統的設計和安裝調試上都不可避免的存在一些缺陷。實踐中，由于五防鎖具與五防系統軟件多數是由不同的廠家來提供，這就導致實際系統的安裝調試中會由于溝通和協調的不暢而產生很多問題，為了有效解決這一問題，就需要讓五防專業廠家參與到綜合自動化廠家的監護系統的設計中去，從而使得調試存在的困難問題在系統出廠就能得到有效的解決。

2.4 系統實際操作中存在的問題及解決措施

在五防一體化系統的使用過程中，存在不能同時進行無邏輯關聯的多任務模擬操作的缺陷，這一缺陷就在變電站同時進行不同電壓等級的電氣操作時更為凸顯，為了有效解決這一問題，就要在系統模擬操作中增加多任務功能。而按照五防一體化系統的配置要求，刀閘機構箱都要裝設機構機械掛鎖，而在進行刀閘的遙控操作前就必須先打開刀閘的機構箱投入到電機電源后才可進行操作，在這一過程中由于操作人員要頻繁地進行開鎖和遠方操作，這就會由于其因為頻繁地往返于主控室與高壓場地之間導致操作步驟的復雜。面對這一問題，有效的解決措施就是將刀閘電機電源引出，引至專用的刀閘集控箱內，這樣就能實現不必進行頻繁的開鎖投退電源就能滿足反措要求。

3 結語

五防一體化系統的基礎是監控系統圖形與實時庫數據，利用內嵌的五防模塊功能，就能通過對一次遙控及手動設備的操作進行邏輯模擬來實現五防閉鎖。通過通訊適配器實現五防模塊和電腦鑰匙的數據交換，能夠使網門或接地線離線設備的位置信號通過虛遙信反映到監控后臺機上。五防一體化系統從站控層實現了對變電站全部電氣設備的閉鎖，具有間隔層、現場單元電氣閉鎖層的三級防誤功能，是一種全新的混合型系統，雖然在實際應用中這一系統還存在很多問題亟待解決，但是這些問題并不影響其代表變電站綜合自動化五防操作系統的未來發展方向。