集控防誤系統在杜兒坪110 kV 變電站的應用

姜凱翔

（山西西山煤電集團公司發電分公司， 山西 太原 030053）

引言

山西焦煤集團電力公司杜兒坪110 kV 變電站承擔著西山礦區官地礦、西銘礦、杜兒坪礦生產用電及杜兒坪礦生活用電，是西山礦區供電系統的核心樞紐變電站，它的110 kV 有兩趟電源，分別是太供迎西220 kV 站迎杜163 線和冶峪220 kV 站冶杜164 線路，杜兒坪礦瓦斯電廠306 線路通過35 kV系統并入西山電網中。杜兒坪站全站大分裂運行，主接線采用橋式單母線分段接線，迎杜線163 帶1 號主變，分別帶南北35 kVI 段及6 kVI 段，共帶6 回35 kV 出線和6 回6 kV 出線；冶杜線164 帶2 號主變，分別帶南北35 kV II 段及6 kV II 段，共帶6 回35 kV 出線和7 回6 kV 出線，保持系統電壓基本平衡。該站在西山供電系統中處于“心臟”位置，有著極為重要的作用，為附近礦井的主風扇提供源源不斷的動力，承擔著杜兒坪礦多個主要采區井下通風的作用，進而創造良好的煤礦生產作業環境，對于瓦斯、煤塵和火災實施切實可行的防治措施，提高礦井的抗災救災能力，排除有毒有害氣體。對于附近高瓦斯的礦井而言，一旦風扇停轉，瓦斯濃度劇增，嚴重危害著設備和人員的安全，更會致使礦井暫停生產，造成重大經濟損失。所以為保證杜兒坪變電站安全穩定地提供電能，集控防誤系統的選擇有著重要的作用，防止電氣誤操作從根本上降低了人為設備故障率，保障了礦區供電的連續性，對杜兒坪礦井下生產供電有著極為重要的作用。

1 集控防誤系統的選擇

要選擇合適的集控防誤系統，必須先了解什么是“電氣五防”。電力系統中的五防是指：第一，防止誤分、合斷路器；第二，防止帶負荷斷開、合上隔離刀閘；第三，防止帶電掛接地線或合接地刀閘；第四，防止帶接地線合上斷路器或隔離刀閘；第五，防止誤入帶電間隔。“電氣五防”是為保障人身安全和電力設備安全，而對高壓開關設備采取的五種強制防止誤操作功能的安全措施。因此將珠海優特電力科技公司最新一代的JOYO-J 防誤系統應用在杜兒坪110 kV 變電站的升級改造中，在實踐應用過程中JOYO-J 防誤系統有以下優勢：

1）JOYO-J 裝置的結構相對簡單、系統可靠，操作和維護都很方便，在不影響使用的情況下盡量不增加正常操作和突發事故處理的復雜程度；

2）JOYO-J 使用的電磁鎖采用了較為先進的間隙式原理，鎖栓可以自行復位；

3）JOYO-J 應用了高壓電器設備成套機械連鎖防誤裝置；

4）JOYO-J 電氣五防裝置特殊情況下還能使用專用解鎖鑰匙進行解鎖；

5）JOYO-J 電氣五防裝置對高壓開關設備的電氣技術性能沒有影響。

此外，該系統通過一條485 通訊線與變電站后臺系統連接，設備狀態實時更新，杜絕開操作票人員在不熟悉設備情況下出現錯誤[1-2]。

2 JOYO-J 電氣防誤系統的組成與優勢

JOYO-J 系統構成：JOYO-J 型集控站微機五防系統分別設置有一、二級防誤站控層、防誤子站層和集控中心層，其中集控中心層是核心。根據集控中心所管轄的站的范圍不同，把五防系統分為一、二級防誤站控層和防誤子站層，其中一、二級防誤層負責多個變電站，而防誤子站只單獨負責一個站。在監控核心中心層的邏輯運算下進行安全管理，一、二級防誤層、防誤子站層能夠對各級變電站的倒閘操作有效管理。集控站網絡結構見圖1。

圖1 集控站網絡結構圖

JOYO-J 系統的特點分析。

1）它的經濟性高：JOYO-J 系統的終端服務器只需配備一臺配置較高的工控機即刻組建，各級防誤層與JOYO-J 系統終端服務器的通信通過內部局域網網絡即可，工程造價相對其他系統要低很多。

2）它的實用性強：使用JOYO-J 系統集控站的微機防誤操作系統使用一臺五防服務器，該服務器是實現五防效用的重要核心設備，它可以收集管理下轄站的所有數據，并服務于所有子站的五防系統，促使其五防功能的實現。因為終端服務器收集所有數據，而五防功能也通過該服務器來實現，所以保證了下轄各子站的設備狀態同步，JOYO-J 系統集控站五防系統擁有最高的操作權限，做到了上下級遠程操作閉鎖功能，除此之外還保證了數據的準確、唯一，消除了過去集控站防誤操作系統中存在過的問題，提高了各級變電站站倒閘操作的安全、可靠性。

3）它的安全性高：使用JOYO-J 系統的服務器本身集唯一的登錄權限管理、操作權管理、設備模擬操作預演、設備開關狀態實施更新、操作邏輯判斷、電氣閉鎖等功能于一身，不僅有助于開操作票人員立體全面地掌握設備情況，而且在最大程度上確保了對電氣設備操作的五防功能。

此外如采用雙機五防服務器時，將大大提高五防功能的安全性。雙擊自然具備了冗余功能，使用前先設置好主機與備機的關系，當主機本身發生故障不能發揮功能或只可以部分發揮時，備機自動切換，使得操作可以正常進行，尤其在事故處理時，更能體現出雙機的重要性，大幅度提高了系統的可靠性。若主機與備機引自不同的電源，可以保證在一條供電回路失電的情況下，仍能很好地完成五防功能，產生錦上添花的效果。

4）它的可維護性好：JOYO-J 系統的程序調試、功能維護、系統升級都非常方便，特殊情況下，把全部防誤程序復制到移動設備上后，操作人員能夠移動設備上進行系統權限登錄、查看設備情況、倒閘操作票預先模擬演練、操作票審核等功能。只需完整安裝客戶端軟件，并不需要復雜的配置后，就形成了一個客戶端，然后就能實現在服務器上對客戶端進行操作。JOYO-J 系統能夠將全部系統分層為二級結構、三級結構、…、N 級結構，對各級防誤操作進行分級規劃，然后對各級操作結構進行合理配置和集中管理。

5）它的適用范圍廣：JOYO-J 系統可適用于擁有多個變電站需要進行多級集中管理的電力集控中心。

3 JOYO-J 系統五防簡要使用方法

3.1 啟動五防步驟

第一，雙擊卓越系統服務端；第二，雙擊卓越系統客戶端；第三，用戶登錄（提前設置好登錄權限）；第四，操作以前提高保護監控后臺或到現場查看的辦法，核查設備開關的狀態位置與現場開關的狀態位置是否一致。

3.2 五防操作步驟

第一，點擊開票，再點擊并行任務后進行電氣設備的模擬，此時一定要注意電氣設備的操作順序。停電操作順序為：斷路器→負荷側隔離開關→電源側隔離開關。送電操作順序與此相反：電源側隔離開關→負荷側隔離開關→斷路器。

第二，點開票：將所模擬的任務下傳到電腦鑰匙，根據電腦鑰匙提示進行操作。操作手車刀閘及接地刀閘時，必須持電腦鑰匙到現場打開鎖具并進行倒閘操作；操作斷路器時可以拿上鑰匙進行就地操作或遠方后臺遙控。

第三，中止回傳：在電腦鑰匙接受到操作票后，如由于其他原因取消操作任務，可以對電腦鑰匙進行回傳任務終止操作，防誤系統中的電氣設備會自動回復到原來的狀態，或者操作一半遇到特殊原因也可以中止回傳，已經操作的設備變位，沒有操作的設備不變位。

第四，清操作票：當中止回傳不了時這時需要在電腦鑰匙上和電腦上都需要清除操作票或進行跳步操作，以避免影響下一步的操作任務[3-5]。

4 結語

保證杜兒坪110 kV 樞紐變電站安全可靠運行的必要條件就是選擇有完整五防功能的集控防誤系統。通過該站改造升級中選用的JOYO-J 系統功能特點的研究及簡單實用方法的介紹，得出JOYO-J系統可以完整實現該站所要求的五防功能，對其他規模大、起樞紐作用的集控站的集控防誤系統選取有很強的指導作用。