浅谈变电站中的一体化在线五防系统

李永建

（四川科锐得实业集团有限公司，四川 成都610052）

0 引言

随着变电站自动化技术的发展，防误闭锁技术也不断改进，而微机防误闭锁技术作为防误闭锁技术的主流也不断得到改进，其中发展较快的是在线式微机防误闭锁技术。目前，一体化在线五防系统作为防误闭锁技术一个新的发展趋势，将更好地实现监控系统与五防系统的融合。

1 一体化在线五防系统组成

所谓五防，即防止变电站电气系统中电气误操作的5个方面，分别为防止带负荷分合刀闸、防止误分合断路器、防止带地线合刀闸、防止误入带电间隔、防止带电挂接地线。一体化在线五防是将五防系统与监控系统相融合，从而实现对五防系统的在线监控。

一体化在线五防系统将五防系统嵌入监控系统，并利用测控网络的防误闭锁技术实现调度端遥控操作和间隔联锁的防误闭锁功能。该系统一般由3层防误闭锁组成，即间隔层、站控层和现场单元电气设备防误闭锁。

1.1 间隔层防误闭锁

间隔层的防误闭锁一般要借助变电站内以太网和间隔测控装置，利用间隔测控装置的管理软件将所需的图纸绘制出来，再通过串口将其下载到装置中。间隔层防误闭锁系统包括间隔联锁和间隔内闭锁，其中间隔联锁信息来源于装置的本地和联锁装置，且一般是通过查询获得，而间隔内闭锁一般用作简单防误。一般情况下，间隔层防误闭锁技术可以根据测控装置中电气设备的位置变化信息完成间隔层的在线闭锁，从而防止调度端对远方位置信息返回不及时而造成的失误。

1.2 站控层防误闭锁

在实时环境监控图形和数据的基础上，监控系统中增加了五防功能模块，从而实现了操作票的智能生成管理。在一次设备的后台遥控操作过程中，可以通过实时数据的共享与交换实现逻辑闭锁功能。在对变电站一次设备进行就地操作时，需要将操作票的相关内容传输到微机中，然后通过微机的钥匙功能实现就地操作的五防闭锁。站控层防误闭锁在变电站中使用频繁，其闭锁面广泛且闭锁可靠程度较高，可以有效避免人工操作的失误。

1.3 现场单元电气设备防误闭锁

这种防误闭锁是通过二次电缆连接对电气设备的操作流程进行闭锁。该技术利用电气设备本身的位置实施闭锁，实时性较强且操作极为方便；然而其需要大量电缆，且工作量较大。此外，当辅助接点的可靠程度较差时，就容易造成闭锁稳定性降低。该层的防误闭锁范围是整个变电站的隔离刀闸。

2 一体化在线五防系统运行方式

一体化在线五防系统在监控系统与在线式微机防误闭锁系统相互独立的基础上，将五防闭锁的功能融入计算机的监控系统中，实现监控系统与五防系统的融合，进而得以共享各种软件及硬件资源。在软件部分，将五防系统中的防误模块嵌入监控系统中；在硬件部分，将五防操作的主控机和现场锁具增加到监控机中。通过如此改进，微机不仅可以作为监控系统的后台机，还可以作为防误系统的主机，从而实现了五防和监控的一体化。一体化在线五防系统的运行方式如图1所示。

图1 一体化在线五防系统运行方式

在监控系统与五防系统进行融合后，二者可以共用一次实时库和接线图。在具体实施过程中，先在该一体化机上完成五防规则校验和操作预演，然后生成操作票，再由监控五防一体化机将操作票转发给五防操作主控机，最后由主控机对当前操作进行校验，这样就实现了开票闭锁和倒闸操作过程闭锁的双重闭锁功能。

五防操作主控机可对锁具状态进行周期性的实时检测，以确保锁具能够正常解锁、闭锁。一旦检测出锁具出现故障，监控系统就会及时通知维修人员进行维修。

3 一体化在线五防系统的优缺点

3.1 优点

一体化在线五防系统将独立的微机五防系统嵌入到监控系统中，从而在运用过程中，能够有效利用计算机资源，实现信息资源共享。一体化在线五防系统可以减少模拟操作的时间，从而保证以更快的速度进行操作和故障处理。

（1）五防系统和监控系统独立使用时都存在通讯故障的问题，采用一体化在线五防系统可以有效解决这一问题，并且响应速度快、操作简单。另外，变电站端的任何操作都需经过间隔层和站控层的五防规则校验以及现场单元电气设备闭锁这3级防误，这就提高了变电站倒闸操作的安全性。（2）该系统主要需对现场电脑钥匙、系统软件、锁具等进行日常维护。监控系统与五防系统的融合，大大降低了五防系统数据维护的工作量。在一体化在线五防系统中，五防系统是监控系统的子系统，其数据和锁具维护都由专业的人员实施，从而提高了五防系统的可靠度。（3）一体化在线五防系统将监控系统和五防系统的硬件及软件相结合，节约了系统配置，仅用一台计算机及相关配套硬件就完成了原来需2台计算机才能完成的任务，而且可以直接引用实时信息。（4）该系统具有一次设备状态信息实时采集的功能，不仅可以实时掌握现场一次设备的状态，而且保证了采集信息的可靠性。

3.2 缺点

虽然该系统得到广泛运用，但其在运用过程中依然存在缺点。该系统的锁具操作结果都是由主控机进行检测和人工进行确认的，在操作完成后会形成虚遥信号，这些信号传入五防工作站，会导致五防系统的实时性和安全性缺失。此外，如果监控系统和五防系统的出厂厂家不同，就会因为二者所使用的装置设计不统一，而造成两个系统的融合性变差，最终导致部分闭锁设备的功能缺失。

同时，在安全性能上，一体化在线五防系统相对于五防系统来说，其自动化程度较差，因而造成系统维护难度较大，容易误改监控机的信息。一体化在线五防系统将监控系统和五防系统相融合，需要改变主接线图，在此基础上增加某些一次设备，使得系统较为复杂，增加了维护与调度的难度。

4 一体化在线五防系统存在的问题及解决措施

4.1 安装调试存在的问题及解决措施

如果自动化厂家是初次制造一体化在线五防系统，那么在设计和安装调试上就难免会出现问题。在实际操作过程中，五防系统的软件和锁具大多不是出自同一厂家，加上在实际安装调试过程中沟通不当或协调不畅，很容易导致系统的安装调试出现问题。针对这一问题，软件和硬件厂家都要互相参与设计，例如五防系统厂家要参与到综合自动化厂家的监控系统设计中去，从而在系统出厂前有效解决其安装调试存在的问题，并确保设计的规范性和数据传输的可靠性。

4.2 实际操作存在的问题及解决措施

在使用一体化在线五防系统时，不能同时进行多任务、无逻辑关联的模拟操作，这使得变电站不能同时对不同电压等级进行电气操作。对于这一问题，就需要在系统的模拟操作过程中增加多任务功能。在一体化在线五防系统的配置规定中，刀闸机构箱必须装配机械挂锁，并按照操作流程进行操作，即先打开刀闸机构箱，然后接入电机电源，再进行刀闸遥控操作。在这一过程中，操作人员需频繁远方操作及开锁，导致其必须在主控室和高压场地频繁往返，从而造成操作复杂繁琐。针对这种情况，最有效的办法是引出刀闸电机电源，将其放到专用的刀闸集控箱中，从而避免频繁开锁和投退电源。

5 结语

一体化在线五防系统使电力系统中五防闭锁系统和计算机监控系统设备的使用、发展不再相互独立，并能实时采集通讯信息，保障通讯信息的可靠性与安全性，同时可以实现对锁具操作情况的跟踪和及时检测。该系统具有众多优点，是一种综合性的新系统，是防误闭锁技术发展的一种新趋势。

［1］黄文龙，程华，梅峰，等.变电站五防一体化在线监控系统的设计与实现［J］.电力系统用保护与控制，2009（23）

［2］杨卫军，傅静.浅谈变电站五防一体化系统［J］.科技视界，2012（34）

［3］智全中，秦广召，娄伟，等.五防系统在智能化变电站中应用分析［J］.电力系统保护与控制，2009（23）