一种跨站五防闭锁系统的方案设计

邓佃毅，王国平

（内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布电业局，内蒙古 乌兰察布 012000）

0 引 言

安全是电力系统的根本要求，是实现可靠供电的基础，防止电气误操作一直是电力安全生产的重要工作[1]。随着电网向智能化逐步发展，变电站逐步采用计算机来实现监控功能，逐步实现了变电站无人值守，而微机五防技术已逐渐落后于电网的发展[2]。变电站的运行模式和五防闭锁要求发生了变化，需要新的五防闭锁系统以满足实际工作。

目前，变电站大多已采用调控一体化运行模式，但各变电站的五防闭锁系统仍然采用相互独立的一体化五防闭锁系统，现有的五防闭锁系统已经不能满足实际运行的需求，当操作站与站之间联络线上设备时，由于没有实现跨站五防闭锁，可能会出现如下两种误操作：第一，线路一侧在运行状态，而另一侧将接地刀闸合上；第二，线路的一侧接地刀闸在合闸位置，另一侧恢复送电。

在电网的实际调度运行中，站间的五防闭锁完全依赖于值班调度员和变电值班员员。站间五防，是电网五防闭锁系统急需解决的一个问题。本文拟在现有五防闭锁系统的基础上研究具备跨站五防闭锁功能的跨站五防闭锁系统。

1 跨站五防闭锁系统必要性分析

乌兰察布电业局变电站采用珠海优特电力科技股份有限公司的JOYO-J 集控防误系统，由于多方面的原因，仅实现了各变电站独立的一体化五防闭锁。然而，对于站间的五防闭锁问题，一体化五防闭锁系统不能解决，乌兰察布地区电网近年来操作次数统计如图1所示。

图1 乌兰察布地区电网近年操作次数

从图1 可以看出，站间操作次数占总操作次数的21.5%。而这部分操作没有实现五防闭锁，当发生本侧带电对侧挂接地线（合接地刀闸）、本侧有接地线（接地刀闸）对侧送电等误操作情况时，由于没有实现站间五防闭锁，从而导致恶性事故的发生。因此，亟需建立一套跨站五防闭锁系统来反映实时的运行方式，实现调控中心、运维站五防闭锁功能及操作票的统一管理任务。

2 跨站五防闭锁系统方案设计

2.1 方案设计

在变电站现有的五防闭锁系统基础上，在调控层增加调控中心跨站五防服务器，建立以调控中心为核心，连接各运维主站；运维层增加运维主站跨站五防服务器，建立以运维主站为核心，连接所辖各子站；将五防工作站与监控系统相连接，依托现有的五防网络接口，将各变电站的五防闭锁系统纳入建立跨站五防网络，使用光纤通信实现各变电站的五防信息共享，实现数据集中管理、设备状态实时更新，将分散在变电站的防误闭锁系统有效结合起来，建立一个使用网络连接、统一整体、高度智能化的跨站五防闭锁系统。跨站五防系统服务器配置关系如图2 所示。

图2 跨站五防系统服务器配置关系

2.2 功能实现

利用JOYO-J 五防闭锁系统的通信接口，首先将所有子站的监控系统与五防闭锁系统进行通信；其次根据各主站所管辖子站的范围，将各子站五防闭锁系统与主站的跨站五防闭锁系统服务器进行通信，并将主站的五防闭锁系统服务器与主站监控系统、五防闭锁系统进行通信，实现主站内部各子站之间的跨站五防闭锁；最后将各主站跨站五防闭锁系统服务器与调控中心的跨站五防闭锁系统服务器进行通信，并将调控中心的五防闭锁系统服务器与调控中心监控系统、五防闭锁系统进行通信，实现全系统范围内各变电站之间的跨站五防闭锁功能。

2.2.1 调控中心跨站五防闭锁系统

调控中心跨站五防服务器主要用来实现各主站之间、某一主站与另一主站内某一子站之间、两个主站的子站之间的跨站五防闭锁，同时作为某一主站内部各子站之间的跨站五防闭锁的后备，并负责跨站五防闭锁系统的管理维护。调控中心跨站五防服务器与调控中心监控系统通信，既可实现一次设备状态的读取，又可向监控系统反馈虚遥信点，进而实现遥控操作的闭锁功能，同时可与主站、子站进行实时对位，保证调控中心、主站、子站设备状态的一致性。

调控中心五防工作站可进行模拟预演、开票，执行操作票的工作，既可监护主站开票，也可跟踪操作进程，及时终止误操作现象。

2.2.2 主站跨站五防闭锁系统

主站跨站五防服务器实现主站内部各子站之间的跨站五防闭锁，并负责主站范围内跨站五防闭锁系统的维护和管理。主站跨站五防服务器与主站的监控系统通信，既可实现一次设备状态的读取，又可向监控系统反馈虚遥信点，进而实现遥控操作的闭锁功能。同时可与调控中心、子站进行实时对位，保证调控中心、主站、子站设备状态的一致性。

主站五防工作站可进行模拟预演、开票，执行操作票的工作，既可监护主站、子站开票，也可跟踪操作进程，及时终止误操作现象。

2.2.3 变电站五防闭锁系统

该系统具有原变电站五防闭锁系统的所有功能，可实现站控层、间隔层、过程层的五防闭锁，既可接收主站下传的电子票进行子站的五防闭锁操作，也可在子站进行拟票进行五防闭锁操作。

五防闭锁系统与变电站监控系统通信，实现互传遥信，既可实现一次设备状态的读取，又可向监控系统反馈虚遥信点，进而实现遥控操作的闭锁功能，同时可与调控中心、主站进行实时对位，保证调控中心、主站、子站设备状态的一致性。

这个跨站五防闭锁系统，可保证调控中心跨站五防服务器、主站跨站五防服务器和变电站五防闭锁系统设备状态的一致性，有效消除站间联络线的防误盲区。在原站端五防防误逻辑基础上，建立站间联络线防误逻辑，通过五防规则校验，在跨站五防闭锁系统中实现站内、站与站之间联络线上设备的闭锁，从而有效杜绝带电挂接地线（合接地刀闸）、带地线（接地刀闸）送电恶性事故的发生，提升电网整体防误能力，大大加强电网的安全性。

2.3 系统结构

根据跨站五防系统的方案设计，本文设计了两种备选方案作为跨站五防闭锁系统的结构，分别如图3、图4 所示。

图3 跨站五防闭锁系统结构（方案一）

图4 跨站五防闭锁系统结构（方案二）

由图3、图4 可知，跨站五防闭锁系统结构方案二与方案一的差别在调控中心多配置了一套跨站五防服务器，方案一可节省一套五防服务器，可降低成本。

对于主站的跨站五防服务器，调控中心跨站五防服务器可作为其备用，故配置一套即可满足工作需求。但对于调控中心跨站五防服务器，只配置一套，若出现故障，将不能实现各主站之间、某一主站与另一主站内某一子站之间、两个主站的子站之间的跨站五防闭锁功能，存在安全隐患。由于五防闭锁系统在电力系统电器操作中的重要地位，本文的跨站五防闭锁系统结构选择方案二。含受控站的跨站五防闭锁系统结构如图5 所示。

图5 跨站五防闭锁系统结构

3 结 论

本文分析了目前五防闭锁系统的发展现状，结合乌兰察布电业局五防闭锁系统的实际情况，分析了建立跨站五防闭锁系统的必要性。然后基于变电站现有的五防闭锁系统给出了跨站五防闭锁系统的方案设计、功能实现，对比分析了两种系统结构，最终确定本文的跨站五防闭锁系统设计方案。通过分析该方案可实现变电站内部和站间的跨站五防闭锁功能，根据该方案可实现地区电网五防闭锁功能的100%全覆盖。