微机防误系统总结

PPT讲演稿

尊敬的各位领导、各位专家老师：

大家下午好！我们是“双千人才培训班”变电运行第五小组，我是来自成都电业局的郑莹莹，这位是同样来自成都电业局的陈琳琳、来自南充电业局贾挺进、广安电业局柯云华、遂宁公司郭美林、攀枝花电业局的郑钊、绵阳电业局龚坤、资阳公司李泽宇、成都电业局谢天翔、乐山电业局赵磊。下面我将本小组讨论的课题进行一个介绍，我们课题的题目是“集控化防误闭锁系统运用分析”。

国家电网公司提出“三集五大”的发展战略，实施两个转变：转变公司发展方式，转变电网发展方式。按照集团化运作、集约化发展、精益化管理、标准化建设（简称“四化”）要求，实施人力资源、财务、物资集约化管理，构建大规划、大建设、大运行、大检修、大营销（简称“三集五大”）体系，实现公司发展方式转变。

随着“大运行”、“调控一体化”、“无人值班”等生产组织模式的试点和推行，以及智能变电站、程序操作等新技术的应用， 变电运行的工作方式和要求也将发生重大变化。这就对微机型防误系统提出了更高的要求，防误系统不仅要具备单个变电站的五防功能，同时要满足集控模式下变电运行工作的需要。由此可见，优化、改造、甚至更换目前运用的防误闭锁系统，使之能够适应更新的运行环境、达到更高的技术标准，已经成为一项势在必行、并且十分紧迫的工作。

电气操作五防是指在变电站、发电厂倒闸操作中防止发生①误拉、合断路器；②误入带电间隔；③带负荷拉、合隔离开关；④带接地刀闸或接地线合隔离开关；⑤带电挂接地线或合接地刀闸这五种误操作。

防误闭锁装置的发展先后经历了普通挂锁、电磁锁、电气闭锁、机械程序锁、微机防误闭锁装置五个阶段。

目前已经运用的微机防误闭锁系统，可以大致分为两种类型，即离线式微机防误闭锁系统和在线式微机防误闭锁系统。

离线式微机防误闭锁系统主要由三个部分组成，即防误主机（或五防模拟屏）、电脑钥匙及现场锁具。离线式微机防误闭锁系统核心流程如图所示：

现有的在线式微机防误闭锁系统主要由三个部分组成，即防误主机、分布式现场总线及现场锁具。下面我为大家展示现有在线式防误闭锁系统状态，这是未解锁

状态，防雨罩未开启，锁具闭锁；这是开始解锁状态，防雨罩已开启，准备解锁；这是解锁操作状态，解锁指示灯亮，锁具已开启。

通过分布式现场总线，将防误主机与现场锁具连接起来，由防误主机直接控制锁具的解锁和闭锁操作，同时具备锁具闭锁状态及设备状态的实时采集功能。 现行微机防误闭锁装置的优缺点分析

离线式防误闭锁系统，由于现场锁具无需敷设电缆，所以具有投

资小、覆盖面广、可靠性高，结构简单的优点。

而其存在的不足主要包括以下几点：

①在操作期间，防误主机不能在线跟踪操作的执行情况，只有在电脑钥匙回传后，才可以获得相关的操作信息。

②在操作方式切换频繁的情况下，电脑钥匙需要多次回传，操作较繁琐。

③在集控模式下，操作人员在集控中心接受操作指令、准备操作票，到站之后还必须在站端再进行一次模拟预演方可操作。这不利于提高倒闸操作的效率，尤其在事故处理需要紧急响应时矛盾突出。

④五防系统对本站和控端遥控拉合开关的操作没有实现防误闭锁，容易出现误操作。

现有的在线式微机防误闭锁系统具有以下优点：

①具有一次设备状态实时采集功能，防误主机可实时获得现场一次设备的状态，可实现图示设备状态可与现场设备实现实时对位。

②能实现对锁具操作情况的跟踪及在线检测等功能。具有锁具闭锁状态实时采集功能，防误主机可实时采集防误锁具的闭锁状态，

③实时跟踪操作状态，有效防止操作中走“空程序”。由于五防主机直接控制现场锁具的解锁、闭锁操作，采集设备、锁具状态。防误主机只有在检测到设备状态正确变位后，再开放下一步的操作，从而同步解决“空程序”问题。

④由于可实时采集一次设备状态，无需电脑钥匙多次回传，提高操作效率。有效避免往返跑有效的，降低操作复杂程度，

在线式防误闭锁系统也存在不少问题。

①安装不方便，需敷设大量的电缆，维护成本高。由于需要建立分布式控制网络、采集设备位置节点及锁具状态节点、远程设备供电等原因，目前的在线式微机防

误闭锁装置，需要敷设大量的不同种类的电缆，成本增加较大，施工难度增加。另外由于系统结构及锁具复杂，维护和调试成本相应增加。

②电源问题，五防系统可能会在变电站故障时操作，因此安装分布式现场总线不能就地取得电源，而是要从总控室拉电源，增加了投资和故障点。

③可靠性低；分布式自动化装置在变电站遇到的问题（如：通讯故障、EMC等），在线式微机防误闭锁系统也会遇到。其可靠性很难保证。

④覆盖面问题，对于网门、临时地线点难以通过电缆采集变位信息的节点，目前的在线式微机防误闭锁系统也相当困难。

除此之外，对比前文的功能分析和技术标准，目前的防误闭锁系统，不论是离线式还是在线式，还共同存在以下问题： ①监控自带五防功能不完善

计算机监控系统通过逻辑判断仅对监控系统的操作具有软件层面的操作票正确与否的检验功能，高压电气设备的闭锁回路并不存在，其实现闭锁的方式不具有强制性。同时由于不能实现除监控系统自身操作方式之外的电气操作的防误闭锁功能，不具有全面性。此外，监控与防误功能由同一系统实现，监控功能故障时不能确保防误闭锁功能的正常运行，此外亦不能完全防止监控系统软硬件故障、网络故障、外部原因（雷击、干扰等）等引起的误操作。 ②对设备的操作权管理缺乏技术措施 集控站的网络结构为分层分布式，主子站均可进行操作，如何从技术上保证同一设备在同一时间内只能有一个地方进行实际操作，以确保系统指令的唯一性，对安全而言尤为重要。 ③站间闭锁及多任务并行操作问题 由于现在各站的微机五防都是独立运行，仅对当地变电站进行防误，没有实现对集控站所辖的区域电网的防误，没有进行统一的系统管理，受控站之间联络线上的设备闭锁无法实现；多站，多组并行操作任务的相互闭锁问题无法解决。 ④操作信息滞后，存在安全隐患

目前各站与调控中心之间的通道都已完善，但五防闭锁的操作信息均没有上送到调控中心，一些重要的防误信息如临时接地线、网门等在调控中心无法体现，直接影响调控中心遥控操作的安全性。 ⑤运行模式转换，影响集控操作人员工作效率

现在操巡队到每个站进行操作，都要先在当地五防主机上进行模拟开票，然后拿电脑钥匙进行解锁操作。遇到大型的综合操作或多站操作，这些步骤就很浪费时

间。如果在集控中心能开出当地五防的操作票，到现场直接操作，无疑能大幅提高工作效率。

基于前面对各类微机防误闭锁系统的优缺点分析，结合目前运用的五防闭锁装置的现状，按照改造需要投入的大小和可实现功能的多寡提出三个层次的解决方案，顺次递进，依次为：网络化离线式防误闭锁系统、过渡期在线式防误闭锁系统、完全在线微机防误闭锁系统

方案一、网络化离线式防误闭锁系统

对于这种防误闭锁系统，本方案要求在集控中心建立集控五防系统和防误主机，通过通讯网络实现站控两端五防系统联网，本方案的设备联络关系如图所示： 本方案要求实现以下功能：

①集控主站与子站都具有完善的五防功能，主子站均与监控系统接口，实现接收遥信、遥测、发送虚遥信、闭锁后台等功能。

②可在集控站开票，既可在主站接票也可以在子站接票；也可在子站开票，子站接票。

③电脑钥匙既可以在主站回传，也可以在子站回传。

④唯一操作权限，控端解锁操作时闭锁站端，站端解锁操作时闭锁控端。 ⑤具备紧急全解锁、全闭锁超级权限。

⑥站间通过集控转发遥信信号，各站可通过本站防误规则库的修改实现站间设备逻辑判断及闭锁。

方案二：过渡期在线式防误闭锁系统

在相当长的一个时间内，集控中心所辖变电站必将存在离线式与在线式防误闭锁系统共存的情况。

针对这种模式，提出过渡期在线式防误闭锁系统的解决方案。通过在集控中心配置防误闭锁服务器，将各变电站的防误闭锁规则及遥信信号都汇集在服务器，该服务器集中管理所有站的数据，为所有站提供五防功能服务从而解决了与各子站状态同步、唯一操作权、遥控操作闭锁、站间闭锁、数据唯一性等问题。本方案设计结构如图所示：

本方案的核心功能包括以下几个方面：

①集控主站具备各子站的微机防误功能：可实现集中开票、传票、下装到子站操

作，和子站单独开票、传票、操作。既可以在集控中心开票传电脑钥匙，由操作队拿着电脑钥匙到相应的子站现场操作；又可以将操作票传给子站的传输适配器并传给电脑钥匙，再进行现场操作。操作完毕后，既可在子站就地回传，也可将电脑钥匙拿回集控中心回传。

②集控中心和各子站间信息同步：不论是在集控中心用电脑钥匙回传还是与子站通讯，集控中心均可接收操作完成后的回传信息，实时在线对位、自动显示设备状态变化，保证主站装置与子站装置在设备状态上的一致。

③支持站间闭锁功能，防止两个有联络设备的站之间出现恶性误操作：不同站之间通过服务器转发关联设备遥信信号，再通过本站五防规则实现联络线上设备的五防，防止两个有联络设备的站之间操作时，出现本侧有负荷对侧挂接接地线/合接地刀、本侧有接地线/地刀对侧合闸送电等恶性事故的发，并可解决不同型号、不同厂家之间设备匹配的问题。

④具有唯一操作权功能：确保了操作权的唯一性，提高了集控系统操作的安全性。系统具备唯一操作权功能，保证操作的唯一性。设备在每次操作前，子站设备都必须向集控中心防误系统主站申请操作权。不同子站可以同时向主站申请到操作权，对本站进行模拟预演并操作，但当子站获得操作权后，主站系统则不能对相应的子站进行开票。同理，当主站获得某个子站的操作权后，相应的子站也不能再对本站进行开票。这样

⑤具备完善的遥控操作闭锁功能：集控中心与变电站的遥控操作不仅具有通信软闭锁，还具有遥控控制回路硬结点闭锁功能，硬结点闭锁功能杜绝了软硬件故障和各种干扰发生时，出现在后台或调度无任何操作指令情况下，设备误动造成的严重后果。 3.3 完全在线微机防误闭锁系统

长远看来，随着技术的进步和公司集约化管理的深入，完全实现遥信实测、程序化操作的新建变电站或大型技改变电站将逐步取代现有变电站。在这种情况下，集控系统所有变电站都将是在线式防误闭锁系统，为适应分层操作、多级管控的运行操作模式而设计的完全在线式集控防误闭锁系统也就应运而生。 以下是该方案的示意图：

本方案同样是在监控中心采用高性能计算机作为五防服务器，监控中心与各级防误层需有稳定的通信网络。系统具备双机冗余功能，当其中一台主机故障时，备

份主机自动切换，保证操作正常进行，提高了系统的可靠性。系统调试、维护、升级方便，甚至可以在移动设备上完成系统操作票模拟、审核等工作。客户端只需要安装客户端软件，不需要配置，对客户端的管理在服务器上完成。系统可以灵活配置，整个系统可以规划为二级结构、三级结构、四级结构、五级结构等。

四、集控防误闭锁系统的发展前景

随着电网规模的发展，智能变电站、程序操作等新技术被大规模应用，集控站微机防误系统独立配置后，应实现与监控系统有机结合，资源共享，功能独立。 可以预期集群五防在保证电网安全方面将起着举足轻重的作用：一方面提高倒闸操作效率，增加电网抗风险能力；另一方面能从硬件上减少操作人员习惯性违章行为发生机率,杜绝恶性误操作事故，进一步确保人身、电网、设备的安全。

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