集控防误系统在杜儿坪110 kV 变电站的应用

姜凯翔

（山西西山煤电集团公司发电分公司， 山西 太原 030053）

引言

山西焦煤集团电力公司杜儿坪110 kV 变电站承担着西山矿区官地矿、西铭矿、杜儿坪矿生产用电及杜儿坪矿生活用电，是西山矿区供电系统的核心枢纽变电站，它的110 kV 有两趟电源，分别是太供迎西220 kV 站迎杜163 线和冶峪220 kV 站冶杜164 线路，杜儿坪矿瓦斯电厂306 线路通过35 kV系统并入西山电网中。杜儿坪站全站大分裂运行，主接线采用桥式单母线分段接线，迎杜线163 带1 号主变，分别带南北35 kVI 段及6 kVI 段，共带6 回35 kV 出线和6 回6 kV 出线；冶杜线164 带2 号主变，分别带南北35 kV II 段及6 kV II 段，共带6 回35 kV 出线和7 回6 kV 出线，保持系统电压基本平衡。该站在西山供电系统中处于“心脏”位置，有着极为重要的作用，为附近矿井的主风扇提供源源不断的动力，承担着杜儿坪矿多个主要采区井下通风的作用，进而创造良好的煤矿生产作业环境，对于瓦斯、煤尘和火灾实施切实可行的防治措施，提高矿井的抗灾救灾能力，排除有毒有害气体。对于附近高瓦斯的矿井而言，一旦风扇停转，瓦斯浓度剧增，严重危害着设备和人员的安全，更会致使矿井暂停生产，造成重大经济损失。所以为保证杜儿坪变电站安全稳定地提供电能，集控防误系统的选择有着重要的作用，防止电气误操作从根本上降低了人为设备故障率，保障了矿区供电的连续性，对杜儿坪矿井下生产供电有着极为重要的作用。

1 集控防误系统的选择

要选择合适的集控防误系统，必须先了解什么是“电气五防”。电力系统中的五防是指：第一，防止误分、合断路器；第二，防止带负荷断开、合上隔离刀闸；第三，防止带电挂接地线或合接地刀闸；第四，防止带接地线合上断路器或隔离刀闸；第五，防止误入带电间隔。“电气五防”是为保障人身安全和电力设备安全，而对高压开关设备采取的五种强制防止误操作功能的安全措施。因此将珠海优特电力科技公司最新一代的JOYO-J 防误系统应用在杜儿坪110 kV 变电站的升级改造中，在实践应用过程中JOYO-J 防误系统有以下优势：

1）JOYO-J 装置的结构相对简单、系统可靠，操作和维护都很方便，在不影响使用的情况下尽量不增加正常操作和突发事故处理的复杂程度；

2）JOYO-J 使用的电磁锁采用了较为先进的间隙式原理，锁栓可以自行复位；

3）JOYO-J 应用了高压电器设备成套机械连锁防误装置；

4）JOYO-J 电气五防装置特殊情况下还能使用专用解锁钥匙进行解锁；

5）JOYO-J 电气五防装置对高压开关设备的电气技术性能没有影响。

此外，该系统通过一条485 通讯线与变电站后台系统连接，设备状态实时更新，杜绝开操作票人员在不熟悉设备情况下出现错误[1-2]。

2 JOYO-J 电气防误系统的组成与优势

JOYO-J 系统构成：JOYO-J 型集控站微机五防系统分别设置有一、二级防误站控层、防误子站层和集控中心层，其中集控中心层是核心。根据集控中心所管辖的站的范围不同，把五防系统分为一、二级防误站控层和防误子站层，其中一、二级防误层负责多个变电站，而防误子站只单独负责一个站。在监控核心中心层的逻辑运算下进行安全管理，一、二级防误层、防误子站层能够对各级变电站的倒闸操作有效管理。集控站网络结构见图1。

图1 集控站网络结构图

JOYO-J 系统的特点分析。

1）它的经济性高：JOYO-J 系统的终端服务器只需配备一台配置较高的工控机即刻组建，各级防误层与JOYO-J 系统终端服务器的通信通过内部局域网网络即可，工程造价相对其他系统要低很多。

2）它的实用性强：使用JOYO-J 系统集控站的微机防误操作系统使用一台五防服务器，该服务器是实现五防效用的重要核心设备，它可以收集管理下辖站的所有数据，并服务于所有子站的五防系统，促使其五防功能的实现。因为终端服务器收集所有数据，而五防功能也通过该服务器来实现，所以保证了下辖各子站的设备状态同步，JOYO-J 系统集控站五防系统拥有最高的操作权限，做到了上下级远程操作闭锁功能，除此之外还保证了数据的准确、唯一，消除了过去集控站防误操作系统中存在过的问题，提高了各级变电站站倒闸操作的安全、可靠性。

3）它的安全性高：使用JOYO-J 系统的服务器本身集唯一的登录权限管理、操作权管理、设备模拟操作预演、设备开关状态实施更新、操作逻辑判断、电气闭锁等功能于一身，不仅有助于开操作票人员立体全面地掌握设备情况，而且在最大程度上确保了对电气设备操作的五防功能。

此外如采用双机五防服务器时，将大大提高五防功能的安全性。双击自然具备了冗余功能，使用前先设置好主机与备机的关系，当主机本身发生故障不能发挥功能或只可以部分发挥时，备机自动切换，使得操作可以正常进行，尤其在事故处理时，更能体现出双机的重要性，大幅度提高了系统的可靠性。若主机与备机引自不同的电源，可以保证在一条供电回路失电的情况下，仍能很好地完成五防功能，产生锦上添花的效果。

4）它的可维护性好：JOYO-J 系统的程序调试、功能维护、系统升级都非常方便，特殊情况下，把全部防误程序复制到移动设备上后，操作人员能够移动设备上进行系统权限登录、查看设备情况、倒闸操作票预先模拟演练、操作票审核等功能。只需完整安装客户端软件，并不需要复杂的配置后，就形成了一个客户端，然后就能实现在服务器上对客户端进行操作。JOYO-J 系统能够将全部系统分层为二级结构、三级结构、…、N 级结构，对各级防误操作进行分级规划，然后对各级操作结构进行合理配置和集中管理。

5）它的适用范围广：JOYO-J 系统可适用于拥有多个变电站需要进行多级集中管理的电力集控中心。

3 JOYO-J 系统五防简要使用方法

3.1 启动五防步骤

第一，双击卓越系统服务端；第二，双击卓越系统客户端；第三，用户登录（提前设置好登录权限）；第四，操作以前提高保护监控后台或到现场查看的办法，核查设备开关的状态位置与现场开关的状态位置是否一致。

3.2 五防操作步骤

第一，点击开票，再点击并行任务后进行电气设备的模拟，此时一定要注意电气设备的操作顺序。停电操作顺序为：断路器→负荷侧隔离开关→电源侧隔离开关。送电操作顺序与此相反：电源侧隔离开关→负荷侧隔离开关→断路器。

第二，点开票：将所模拟的任务下传到电脑钥匙，根据电脑钥匙提示进行操作。操作手车刀闸及接地刀闸时，必须持电脑钥匙到现场打开锁具并进行倒闸操作；操作断路器时可以拿上钥匙进行就地操作或远方后台遥控。

第三，中止回传：在电脑钥匙接受到操作票后，如由于其他原因取消操作任务，可以对电脑钥匙进行回传任务终止操作，防误系统中的电气设备会自动回复到原来的状态，或者操作一半遇到特殊原因也可以中止回传，已经操作的设备变位，没有操作的设备不变位。

第四，清操作票：当中止回传不了时这时需要在电脑钥匙上和电脑上都需要清除操作票或进行跳步操作，以避免影响下一步的操作任务[3-5]。

4 结语

保证杜儿坪110 kV 枢纽变电站安全可靠运行的必要条件就是选择有完整五防功能的集控防误系统。通过该站改造升级中选用的JOYO-J 系统功能特点的研究及简单实用方法的介绍，得出JOYO-J系统可以完整实现该站所要求的五防功能，对其他规模大、起枢纽作用的集控站的集控防误系统选取有很强的指导作用。