浅谈变电站五防一体化系统

杨卫军 傅 静

（天津市电力公司检修公司 中国 天津 300000）

为了防止变电站的人为操作失误，确保变电站的安全运行，就要不断完善五防系统，要保证所有正常的倒闸操作就要严格按照变电站五防系统的模拟预演和逻辑判断进行操作，五防系统的稳定和完善能够降低电网事故的发生率。随着我国电网的日益发展和用户用电量的逐渐增大，用户对供电可靠性的要求越来越严格，这就使得五防系统的重要作用越来越突出。目前，综合自动化变电站中现在普遍采用的是监控系统与五防系统的独立运行模式，随着变电站综合自动化技术的日趋完善，五防系统与监控系统的合并运用使得五防一体化系统的构建成为现实。

1 五防一体化系统的组成及缺点

在原来的微机五防模式下，五防一体化系统方案的设计取消了独立五防主机，将五防系统嵌入监控系统，利用基于测控网络的防误闭锁技术，实现了间隔联锁和调度端遥控操作的防误闭锁功能。五防一体化系统由站控层、间隔层和现场单元电气闭锁三层防误组成。

1.1 五防一体化系统的组成

1.1.1 站控层的防误闭锁

以监控的图形环境和实时库为数据基础在监控系统新增加了五防功能模块，实现了带有操作票智能生成与管理并对变电站一次设备的远方及就地操作进行五防闭锁功能的监控模块的构建。在一次设备的后台遥控操作上，可以凭借和五防模块的实时数据共享与交换可靠地实现逻辑闭锁功能。而对于一次设备的就地操作，就需要将操作票内的相关操作内容传输到电脑钥匙中，通过电脑钥匙强大的功能实现一次设备就地操作的五防闭锁功能。作为变电站中使用最频繁的防误层，站控层具有闭锁可靠性高和覆盖面广的特点，闭锁范围包括全站的断路器、隔离开关、接地刀闸、网门和接地线，这样能有效防止人为误操作事故的发生。

1.1.2 间隔层的防误闭锁

间隔层的防误闭锁依托于间隔测控装置与变电站内以太网，在测控装置借助管理软件中的PLC，画出所需的梯形图，然后通过串口下载到装置里即可完成所需功能。间隔层的防误系统一般分为间隔内闭锁和间隔联锁，间隔内的闭锁可以简单实现防误，问隔间联锁的信息一部分来源于装置本地，另一部分则来源于联锁装置，联锁信息通过实时查询方式来获取，实时查询是在遥控选择命令是否执行。由于可以根据测控装置中电气设备的位置变化信息实现间隔层防误闭锁的在线闭锁，在变电站的集控中心或调度远方遥控操作变电站断路器和电动刀闸时，间隔层的防误闭锁功能有效防止调度端远方操作后，因位置信息返回不及时造成的误操作。

1.1.3 现场单元电气设备的防误闭锁

现场单元电气闭锁是通过二次电缆连接将间隔内关联电气设备位置状态转化为对电气设备操作流程进行闭锁。在这一过程中，依靠电气设备本身的位置状态进行闭锁最大的优点就是实时性强，而且操作简单使用方便。但是也有敷设需要大量电缆和施工工作量大的缺点。辅助接点可靠性差，还导致了闭锁的稳定性不高。作为五防一体化的最后防线，现场单元电气闭锁层的闭锁范围是全站的隔离刀闸。

1.2 五防一体化系统的缺点

五防一体化系统的运用比较广泛，在运用还过程中还是会凸显出一些缺点。由于一体化五防系统的锁具的操作结果一般是由电脑钥匙进行检测或人工进行确认，在所有的操作项完成以后形成的虚遥信号回传给五防工作站，这就使得五方系统缺乏可靠性和实时性。再加上监控系统与专业的防误闭锁装置来自不同的制造厂商，使得在没有统一行业标准的情况下，其在设计上会各自为政，造成监控系统和防误闭锁设备不能具有很好的融合性，最终导致闭锁设备功能的部分缺失。五防系统还具有安全性不高的缺点，一体化五防系统自动化的程度高，在系统的维护上需要委外，这就导致在实施委外维护的监管难度变大，使得监控机的信息会有误改的风险。在系统的运行维护方面，一体化五防系统具有监视功能和防误功能，这就使得主接线图上需要增设地线桩和网柜门等一次设备，这就会使得系统变得更加复杂，给系统的调试和维护增加了难度。

2 五防一体化系统存在的问题及解决对策

五防一体化系统在建立在独立的微机五防系统之上的，通过将五防系统嵌入到监控系统中来实现高度的自动控制，一体化五防系统能够有效利用计算机资源，能够高效实现信息资源的共享。然而五防一体化系统在变电站的推广使用的过程中，在系统的操作流程和运行维护上还存在很多的问题亟待解决。

2.1 五防一体化系统操作流程分析

五防一体化系统的实际应用中，已经避免了以往经常出现的五防系统与监控系统通讯的故障问题，其系统具有操作简单和响应速度快的优点。五防一体化系统变电站端的每一步操作都要经过站控层的五防规则、间隔层五防规则校验和单元电气闭锁三级防误，这也大大提高了变电站倒闸操作的安全性。

2.2 五防一体化系统维护

五防一体化的系统日常维护主要包括系统软件和现场电脑钥匙及锁具的维护，五防系统与监控系统实现一体化后，使得五防系统数据的维护工作量大大减少而变得简单。此外，由于五防系统作为监控系统的子系统，在数据维护和锁具的维护上得到了专业班组的专门维护，这改变了以往五防系统维护分工不明确的局面，使得五防系统的运行可靠性得到了很大的提高。

2.3 系统的安装调试存在问题及解决措施

以往的综合自动化厂家，由于首次涉及变电站五防功能的设计，所以对五防系统的设计和安装调试上都不可避免的存在一些缺陷。实践中，由于五防锁具与五防系统软件多数是由不同的厂家来提供，这就导致实际系统的安装调试中会由于沟通和协调的不畅而产生很多问题，为了有效解决这一问题，就需要让五防专业厂家参与到综合自动化厂家的监护系统的设计中去，从而使得调试存在的困难问题在系统出厂就能得到有效的解决。

2.4 系统实际操作中存在的问题及解决措施

在五防一体化系统的使用过程中，存在不能同时进行无逻辑关联的多任务模拟操作的缺陷，这一缺陷就在变电站同时进行不同电压等级的电气操作时更为凸显，为了有效解决这一问题，就要在系统模拟操作中增加多任务功能。而按照五防一体化系统的配置要求，刀闸机构箱都要装设机构机械挂锁，而在进行刀闸的遥控操作前就必须先打开刀闸的机构箱投入到电机电源后才可进行操作，在这一过程中由于操作人员要频繁地进行开锁和远方操作，这就会由于其因为频繁地往返于主控室与高压场地之间导致操作步骤的复杂。面对这一问题，有效的解决措施就是将刀闸电机电源引出，引至专用的刀闸集控箱内，这样就能实现不必进行频繁的开锁投退电源就能满足反措要求。

3 结语

五防一体化系统的基础是监控系统图形与实时库数据，利用内嵌的五防模块功能，就能通过对一次遥控及手动设备的操作进行逻辑模拟来实现五防闭锁。通过通讯适配器实现五防模块和电脑钥匙的数据交换，能够使网门或接地线离线设备的位置信号通过虚遥信反映到监控后台机上。五防一体化系统从站控层实现了对变电站全部电气设备的闭锁，具有间隔层、现场单元电气闭锁层的三级防误功能，是一种全新的混合型系统，虽然在实际应用中这一系统还存在很多问题亟待解决，但是这些问题并不影响其代表变电站综合自动化五防操作系统的未来发展方向。