五防在变电站仿真系统中的应用探讨

马 飞，袁永萍，马泽菊

（1.重庆电力高等专科学校，重庆 400053;2.重庆市电力公司 教育培训中心，重庆 400053）

0 引言

变电站运行情况直接影响电网运行的安全性及供电质量。据统计，电力系统中的事故很大一部分是人为造成的，有时由于运行人员处理不及时、甚至误操作而造成事故扩大化。因此，为确保电力系统安全可靠合理地运行，对变电运行人员进行仿真培训自然就很有必要。仿真培训系统成为培训运行人员反事故能力的有力工具之一。变电站仿真系统要能创建真实场景，仅仅模拟现场设备之间的关系和模拟简单的操作显然是不够的。只有加入五防，才能发挥仿真系统的在培训过程中强化操作人员严格按照操作票进行操作的意识，杜绝现场误操作可能导致的严重事故。

1 变电站仿真系统结构

变电站仿真系统结构图如图1所示。它包括四个部分，变电站虚拟现实场景，变电站的后台实时监控程序，变电站电气仿真程序和模拟通信程序。程序中变电站仿真程序和模拟通信程序是整个程序的后台部分，连接虚拟现实场景和变电站后台监控程序。变电站实时后台监控程序是变电站内保护，测量，控制以及通信装置与变电站运行人员之间的接口，能够接收站内保护测量装置上传的数据信息，对数据进行解析后将结果通过界面反映给运行人员，同时能够接受站内人员的控制命令，将其下发给保护装置，实现遥控操作。

前述变电站仿真系统，在较大程度模拟了变电站现场设备的真实情况、连接关系，也完成了信息采集、显示和继电保护功能。但尚不能实现在培训中加强防误操作意识培养的目的。只有在变电站仿真部分增设五防机，以此模拟“微机五防”功能，才能使仿真系统更符合现场实际，提高仿真培训效果。

图1 变电站仿真系统结构图

2 “五防”检查系统

电力系统中“五防”实质是一套专家系统，包括防止误分、合断路器，防止带负荷分、合隔离开关，防止带电挂(合)接地线(接地开关)，防止带地线送电，也就是防止带接地线(接地开关)合断路器(隔离开关)，防止误入带电间隔。运行人员必须按照操作票指定的操作内容和顺序，在主接线图和相关的二次设备元件上进行操作。这些操作将受到“五防”检查系统的检查、也要受到操作中有无漏项、跳项等检查，如果有违反规程或操作不符合操作票的规定，立即报警。由此可以杜绝人为恶性事故的发生。可以减轻运行人员开票时的心理压力。

在变电站仿真系统加入五防机，实现操作票、微机五防闭锁装置功能。实现五防与仿真于一体的智能综合管理系统，为培训学员进行倒闸操作供一个规范可靠、快速正确的工具。同时增设电子操作票系统，并与仿真系统结合，能实现图形开票、手工开票、按典型票开票、使用专家库开票、调用历史操作票等多种开票方式，并提供操作票文档输出和操作票管理功能，为培训学员开操作票提供一个规范可靠、快速正确的工具，使仿真系统更符合现场实际。开票系统在变电站一次接线图、二次设备图上进行模拟操作，生成相应的操作票，并相应生成闭锁装置程序，可以进行模拟演习、培训测试，具有五防智能检查，图形、数据库具有网络功能和当地功能。

3 “五防”系统的实现

3.1 电脑钥匙

微机五防主要由主机、电脑钥匙、编码锁具等功能元件组成。电脑钥匙用于在操作过程中接收防误主机发出的操作票，然后按照操作票内容依次对电编码锁和机械编码锁进行解锁操作，也即对运行人员进行的实际操作进行监控。在操作过程中，若运行人员的实际操作与电脑钥匙的提示不符，电脑钥匙将发出报警并强制闭锁，从而有效地避免了误操作事故的发生。

仿真系统不使用真实设备，对电子钥匙传递进行仿真模拟，能按照“五防”要求和现场设备的状态输出操作票，使仿真培训操作符合现场的操作程序和习惯。

3.2 五防操作流程

在仿真机上进行五防操作流程如图2。开票人通过电脑新建操作票，提交给审票人审查，如操作票不合格则需重新提交，直至审查通过方可进入模拟实施环节。仿真机操作五防操作逻辑规则:

(1)在未检测到五防机运行时，仿真机按内置的五防操作逻辑进行，与传统仿真机一样;

(2)在检测到五防机运行时，只有根据成功写入五防的虚拟电脑钥匙来进行操作，也就是说没有电脑钥匙，仿真机不能对闭锁的设备进行操作;且在监控操作或虚拟现实场景中操作时，如果不符合五防机系统或电脑钥匙的操作逻辑信息，不能进行操作。

图2 五防操作流程

3.3 防误闭锁逻辑

防误闭锁逻辑由“基本防误闭锁逻辑”和“操作票步骤闭锁逻辑”组成，如图3所示。

图3 防误闭锁逻辑

4 五防在变电站仿真系统的应用

变电站仿真系统可以按照国家电网公司的工作习惯和要求，提供图形化的用户操作平台，通过在图形上对需要操作的一次、二次元件做鼠标操作，按照操作的先后顺序，计算机生成操作票，减轻运行人员开操作票的繁杂劳动;通过在变电站接线图上做鼠标操作，操作人员可以看到操作的内容、步骤、变电站的运行方式及其变化，为在真实设备上操作做准备;通过软件对操作内容、步骤(也就是操作票内容)做“五防”检查，如有错误发出警告。由此可以杜绝人为恶性事故的发生。

5 结论

变电站仿真系统与五防机的联合应用是在传统变电仿真系统现有功能的基础上进行的规模扩充、功能改进。变电站仿真部分增加“微机五防”功能，能完全真实地再现现场操作的五防机程序，使仿真系统更符合现场实际。

［1］ 贺庆，龚庆武.变电站仿真中虚拟现实场景与实时监控的连接［J］.系统仿真学报，2006，(5).

［2］ 高翔，邵开宏，赵瑞娜.电网与变电站联合仿真培训系统应用探讨［J］.华东电力，2006，(6).