微机五防系统在变电站的应用

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇微机五防系统在变电站的应用范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：微机五防系统在现代变电站中普遍使用，五防系统的完善与否大大影响着变电站的安全运行。根据五防系统是否与变电站的自动化监控系统相结合，目前广泛使用的五防系统分为独立五防和一体化五防两种方案。文章主要分析了这两种方案各自的优缺点，认为一体化五防系统将逐步取代独立五防体系，并最终向在线五防体系发展。

关键词：变电站；微机五防；独立五防；独立五防；一体化

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）26-0105-03

1 概述

“五防”是在变电站的倒闸操作中防止五种恶性电气误操作事故的简称。这五种恶性电气事故通常指以下五种：防止误入带电间隔；防止带负荷误拉（合）隔离开关；防止带接地开关（接地线）合隔离开关；防止带电合（挂）接地开关（接地线）；防止误分合断路器。

我国电力系统早在1990年就提出了电气设备五防的要求，并以法规形式行文规定了电气的管理、运行、设计和使用原则。每个变电站在投运前都应有一套完整、可靠并经过运行人员验收合格的五防系统，五防系统是变电站防止人为误操作，确保变电站安全运行的重要设备，所有正常的倒闸操作都必须经过变电站五防系统的模拟预演和逻辑判断。所以五防系统的稳定和完善与否，大大影响电网事故的发生率。随着广东电网的日益发展，用户用电量的逐渐增大，用户对供电的可靠性要求越来越严格，五防系统的重要作用也显得尤为突出。

为满足变电站五防要求，在电气设备及其自动化控制系统上安装的对电气设备操作流程、操作位置进行闭锁和提示的装置，包括电气闭锁、电磁闭锁、机械闭锁、机械程序锁、微机五防闭锁。但由于技术上的原因和防止误操作设备可靠性不高，并未能完全有效地杜绝五种误操作恶性事故发生。随着计算机编码技术、通信技术及控制技术的快速发展，微机防误闭锁技术得到了长足的发展，并在国内得到了越来越广泛的应用，自2007年起在东莞供电局各变电站全面采用微机防误闭锁装置。而近年来，数字变电站、智能变电站的发展，迫切要求五防系统与变电站综合自动化系统相结合。

2 独立五防和一体化五防方案比较

我国目前新建和改造变电站时，都采用的是微机五防系统，而微机五防系统按是否独立于变电站自动化监控系统，分为独立五防和一体化五防两种方案。

2.1 独立五防系统

独立五防系统是指微机“五防”系统独立于变电站监控系统。系统有完整的全站闭锁功能，当远程操作时可以通过这个专用的微机“五防”系统来实现全站的系统五防功能，而现场操作时则由电脑钥匙和锁具实现闭锁功能，同时能够在受控设备的操作回路中串接所在间隔的闭锁回路。然后再将专用微机“五防”系统与变电站监控系统进行通讯后，让信息和数据根据需要传输。这个系统普遍应用于省内各地的变电站，因其可靠性、便捷性和成本相对较低而成为目前广东省内的主流。图1是独立五防系统的结构示意图：

图1 专用微机“五防”系统结构示意图

2.1.1 独立五防的优点。由于独立五防系统已经趋于成熟，而一体化五防系统正在起步中，所以独立五防系统目前应用普遍，除成本较低外，还具有如下优点：一是完整性。独立的五防系统由主机、机械编码锁、电脑钥匙、模拟屏、电气编码锁等功能元件组成，是一个完整的五防系统。依靠闭锁逻辑和现场锁具实现对全站各种电气设备的闭锁。二是安全性。因为微机独立“五防”系统与变电站的监控系统是相对独立的两个系统，所以分工明确，五防系统的安全性能得以保证。可以用多任务并行操作的方式实现对多个设备同时操作的要求，能够大大提高工作效率。由于微机独立“五防”系统与监控系统各自独立，它们各自控制自己的执行终端，如果监控系统出现故障都不会对五防系统造成误操作，五防的安全性较高。三是便捷性。微机独立五防系统相对于一体化五防系统来说，结构和功能简单很多，自然操作方便，无论何种运行方式，操作始终简便。而且由于五防的厂家相对技术比较成熟，软硬件都有保证，这样对于系统来说，运行维护和升级换代都方便，也不会对其他系统的稳定性造成影响。

2.1.2 独立五防的缺点。独立五防成本低，操作直接，然而变电站自动化程度越来越高，独立的五防也由于自身的独立性而显出以下几个不足：一是通信不稳定。独立五防系统的运行需要于变电站自动化系统服务器进行通信，然而目前的通讯规约，通讯接口还没有统一的行业标准，在安装时需要进行大量的调试工作，通信的稳定性不能很好保证。二是存在资源浪费。独立五防系统的数据库、画面等都不能与变电站自动化系统通用，需重新制作，增加维护工作量和系统复杂性，维护不善有可能导致两套系统的数据、画面不一致的情况。独立五防和自动化系统有各自的主机，存在资源浪费，增加成本。

2.2 一体化五防系统

我们知道所有的综合自动化系统无一例外的都将变电站内的所有设备仪器动作的相应模拟量信息采集到自动化系统的中央处理器中，系统再利用这些信息通过防误逻辑编制的程序即可实现防误判断，程序输出的命令再通过继电器控制相应的硬件就能实现防误操作。而一体化五防系统方案就是在建立在原来的独立微机五防系统上，把独立五防主机取消，将五防系统嵌入监控系统中来，合二为一，实现高度的自动控制，一体化五防系统有效利用计算机资源，易于实现信息共享，同时取消了独立五防和监控系统之间的通讯。图2为监控系统与五防系统一体化示意图：

图2 监控系统与五防系统一体化示意图

2.2.1 一体化五防优点。一体化五防系统弥补了以上所述的独立五防系统的短处，而且因为微机独立五防系统与变电站的监控系统合为一体，五防功能与监控系统的共享实时数据库和共用监控画面，取消五防系统的接口环节以提高五防系统的稳定性，降低了维护成本和工作量，统一了用户界面风格，便于运行人员掌握和操作。

2.2.2 一体化五防缺点。同样的，独立五防的优点就是一体化五防相对欠缺的地方，一体化五防的施工企业目前在五防设备的生产上不够专业，往往需要外购“五防”厂家的电脑钥匙与锁具等专业设备，在专业上还不够成熟。具体来说有以下三点：一是可靠性不够。一体化五防系统的锁具的操作结果由电脑钥匙检测或人工确认，所有操作项完成后形成虚遥信号回传给五防工作站，缺乏可靠性、实时性。由于监控系统与专业的防误闭锁装置来自不同的制造厂商，而且这一领域还没有统一的行业标准，自然在设计思路上就会各自为政，导致监控系统和防误闭锁设备不能很好融合，导致闭锁设备功能部分缺失。二是安全性不高。系统主机与电脑钥匙仍使用串行接口或USB接口通信，通信协议私有。而且由于一体化五防系统的自动化程度较高，不仅系统的维护需要委外，而且委外维护时对其的监管难度大，监控机信息有被误修改的风险。三是运行维护困难。一体化五防系统是监控系统和五防系统的综合，不仅有监视功能还有遥控操作，更增加防误功能，必然在主接线图上需要增设地线桩和网柜门等一次设备，系统更加复杂，这样调试、维护工作就增加了难度。而且由于监控系统厂家和五防厂家的不同，系统设计和器件选型会脱节，设备升级换代不便，运行维护不便。

3 结语

变电站的五防体系，目前正在逐步由独立五防体系向一体化五防体系转换。然而，目前不管是独立五防体系还是一体化五防系统，都还存在着“走空程”的可能性，为了防止“走空程”，需要设计样式繁多的固定锁及安装附件。针对一体化五防的不足之处，近年来又提出了“在线式五防系统”的思想。在线式五防系统是对一体化五防系统的进一步改进，采用在线式专用电磁锁具，对临时地桩、网门等手动操作设备进行实时在线监控，实现主站与现场设备完全“实时、在线”的信息交互，有效地防止“走空程”现象出现。在线式五防系统易于升级，便于维护，且升级维护成本较低。

目前广东电网已经提出将五防系统融入变电站自动化系统一体化建设中，将五防体系作为变电站自动化系统的有机组成部分，这样整个变电站自动化系统的防误功能将更为强大和完善。正如变电站的发展方向是数字化、智能化一样，与之配套的五防系统也必然是一体化、实时在线的。

参考文献

[1] 广东电网变电站自动化系统五防子系统功能验收规范（Q/GD001 1126.02-2007）[S].

[2] 陈志军，李剑刚，高宏伟.500kV综合自动化变电站的防误闭锁应用[J].继电器，2006，34（18）：69-70.

[3] 李涛.五防一体化系统应用分析[J].电力安全，2010，12（5）：56.

作者简介：莫镇光（1983-），男，广东东莞人，广东电网公司东莞供电局助理工程师，研究方向：变电运行。