发变电站的微机型防误闭锁装置的研究与设计.doc

发变电站的微机型防误闭锁装置的研究与设计黎文安（武汉大学，湖北武汉，430072）1概述微机型防误闭锁系统是用于防止电力系统误操作的一种新型多功能闭锁系统，合用于35kV～500kV各种电压等级、任意复杂接线的变电站和发电厂。具有以下功能和特点：a)闭锁功能强：不仅能对断路器、隔离开关、接地刀闸进行闭锁，并且能对临时接地线、柜门等进行闭锁，还可以实现旁路母线充电、倒母线操作等复杂的闭锁功能。b)既可以通过监控机自动对位，又能让工作人员根据现场状态对五防机上的主接线图进行手工对位。c)工作人员能在五防主机上进行模拟操作，模拟操作之后，五防主机能进行模拟演示。d)能按五防规则检查和指示模拟操作中的误操作。e)能自动生成操作票，并具有完善的操作票管理功能（如操作票的编辑、保存、预览、打印以及历史操作票的查看等）f)系统管理员可以根据五防规则编辑可操作设备的分、合规则。g)系统管理员可以修改和绘制变电站主接线图。h)能记录和显示安全运营天数。i)能对操作人员进行管理和记录。j)能自动显示电分布。k)电脑钥匙能按照操作票的顺序完毕相应设备（开关、刀闸、地刀、地线和柜门等）的操作，若操作人员未能按指定顺序操作指定设备，电脑钥匙将给出报警和文字提醒。l)电脑钥匙具有自学功能，对于不同的变电站只需要进行一次自学习，电脑钥匙便能使用。m)电脑钥匙采用光电采码，采码可靠。n)电脑钥匙的采码头和操纵机构一体化，可靠性高。o)可以通过电脑钥匙的操作票回传实现虚遥信传送。p)能与综合自动化系统连接。q)该系统完全面向用户，修改和维护极其方便。2防误系统的系统结构2．1基本方案的选择根据“工作量小，维护简朴，闭锁功能全方位”的原则，在方案的选择上，我们采用微型计算机替代常规厂站内的模拟盘演示机构，信息来源分实时采集的信息与间接采集的信息两部分。实时信息的采集不是采用引入辅助节点，通过铺设电线、电缆采集的常规办法，而是通过与变电站综合自动化系统进行数据互换或并行接受变电站内远动装置上传信息而获得站内的通过有辅助节点取得的状态的信息；间接采集信息（也称虚遥信）则是通过站内的电脑钥匙下现场对没有铺设辅助节点的操作对象（如网门、地刀、临时地线、刀闸等）采用机械编码锁进行采集，然后向防误主机上传这些状态信息，从而使防误主机获得这些虚遥信状态，这样防误主机就能全方位地监视全站的所有操作对象的状态，为操作员提供一个真实可靠的操作演示平台。防误主机显示的信息是实时的，采用无节点的采集方式，不存在常规方法中因接触不良而导致状态不准的现象，因而在此基础上演示通过的操作票显然是安全的，符合安规操作的。2．1．1微机防误闭锁系统第一组成方式该系统是与变电站综合自动化系统配套的双机系统模式，其结构如图1。PC机（五防机）PC机（监控机）显示器、键盘打印机、鼠标显示器、键盘打印机、鼠标光电隔离器光电隔离器综合自动化系统主机柜电脑钥匙数据采集柜控制柜保护柜编码锁图1微机型防误闭锁系统第一组成方式微机型防误闭锁系统第一组成方式的特点：变电站综合自动化系统与防误闭锁系统从硬件上完全分开，用一台专门的微机作为防误主机，并配有自己的键盘、鼠标、显示器和打印机。在五防机上进行操作票预演、与电脑钥匙通信等操作对监控机无任何影响，运营人员可以在监视和控制变电站运营情况的同时进行防误操作。在五防机上进行各种模拟操作都不会影响整个系统的正常运营，这对于运营人员的培训非常方便。监控机与五防机之间通过串行口通信，实现实时信息的共享，来自监控系统各机柜的实时信息由监控机传给五防机，使五防机上的模拟图与实际变电站状态完全一致，规则校验在实时状态下进行。五防机将电脑钥匙上送的有关信号量传给监控机，可以在监控机上监视，五防机上发出的开关分、合等上机操作的命令传给监控机，由监控系统的执行机构输出执行。曾经有人提出并研制出微机防误闭锁系统与综合自动化系统的监控主机合二为一的综合型单机系统模式（以下简称“二合一”模式）。从硬件上看，这种模式是在变电站综合自动化系统的基础上增长了电脑钥匙和编码锁；在软件部分将监控模块和防误模块组合起来，装在同一台微机上，使该微机既作为监控系统的后台机，又作为防误系统的主机，称为监控五防一体机。与双机系统相比，这种系统配置节约了一台微机及配套的硬件设备，仅从软件上增长功能模块，使监控、五防合为一体。这样，充足共享CPU、显示器、打印机等硬件资源，各种实时信息可直接互相引用而不必传送，节约了数据传输的时间，节省了硬件投资费用。但是，由于共享CPU对各自的解决有一定的影响，例如在操作预演时，事件记录也许丢失或开关变位后操作不再符合规则等；共用显示器等外设，对于同时进行监控和防误操作也不方便，不便于运营人员的培训。鉴于诸多因素，我们认为这种方式不可取。2．1．2微机防误闭锁系统第二组成方式该系统