500kV变电站微机防误闭锁系统现状分析及展望
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【摘要】通过对500kv变电站微机防误闭锁系统运行现状分析，针对运行中的常见故障及不足之处，提出了相关解决方案及防范措施。为500kV变电站无人值守可靠性提供了有力保障，对今后变电站相关设施维护及建设有一定参考价值。
【关键词】变电站;微机防误;蓝牙通讯
引言
500kV变电站的倒闸操作十分重要，为了避免出错，现在普遍使用微机防误闭锁系统。微机防误闭锁装置是由PC机作为核心设备，与电脑钥匙、适配器、各种锁具及支持软件组成基本系统，另外有打印机、RTU接口等，可供不同型号、不同配置选用。本文讲述了微机防误闭锁装置的基本原理、日常操作步骤、常见问题以及防范措施并对微机防误闭锁系统未来发展方向进行了展望。
一、微机防误闭锁系统基本原理
在五防软件中预先编写了变电站的一次系统接线模拟图和所有设备的操作逻辑条件，当运行人员启动系统，在电脑显示器上模拟试操作时，软件根据已有的逻辑条件对每项操作进行判断，若操作正确，则允许进行下一步操作;若操作错误，则显示错误操作项的设备名称及编号并通过语音提示错误类型，提示操作人员进行更正，拒绝所有违反“五防”原则的操作。预演结束后，通过传送装置将正确的操作内容输入到电脑钥匙中，操作人员使用电脑钥匙到现场进行解锁及倒闸操作。操作时，电脑钥匙自动显示当前倒闸操作项目，运行人员将电脑钥匙插入相应设备的编码锁内，通过其编码头检测操作对象是否正确。若正确，电脑钥匙发出允许操作命令，同时开放其闭锁回路或机构，可以进行倒闸操作。若走错间隔或误操作，电脑钥匙用语音发出错误警告，提醒操作人员错误操作的类型，并用液晶显示器显示当前错误操作设备的编号及应操作设备编号，达到强制闭锁的目的。操作结束后，电脑钥匙将倒闸操作信息汇报给主机存贮，以便有关人员进行管理和查询。
图1 微机防误闭锁系统结构图
微机防误闭锁系统可提供模拟屏通讯、蓝牙通讯、Rs232通讯等三种用于系统与电脑钥匙的通讯方式。操作员可根据操作任务进行选择。正确地选择通讯方式可起到事半功倍的效果。
通常，我们将操作任务划分为一把钥匙按顺序操作、两把钥匙交替操作和远程传送操作票三大类。
一把钥匙按顺序操作是指只需一把钥匙按事先模拟预演的程序进行顺序操作就可完成的操作任务。对这类操作任务推荐使用模拟屏通讯（有模拟屏系统）或Rs232通讯（无模拟屏系统）方式，优点是操作过程简单、效率高。
两把钥匙交替操作是指设备操作需在两个场地（如主控室和高压场地）交替进行的操作任务。使用蓝牙通讯方式可实现两把钥匙间的信息互传，现场解锁操作效率较高，但模拟--传票过程比前者复杂。
远程传送操作票是指操作员已在远方的操作现场，需要主控室人员模拟--传票的操作任务。这类操作任务多出现在设备试验和检修等场合，使用蓝牙通讯方式可快速地将操作票传送给远方的电脑钥匙，可有效解决往返操作问题。
蓝牙系统共包括“蓝牙主站、蓝牙基站、蓝牙钥匙、通信电缆、控制电缆”等部分组成，蓝牙主站安装在主控室中，蓝牙主站共有四回出线，其中一回为蓝牙主站电源及与计算机RS232控制线，其它三回出线至蓝牙基站，各蓝牙基站间可以串联，每一回出线为交流220V电源电缆及RS485控制电缆各一条，从蓝牙主站到终端蓝牙基站间的距离不能≥500米，最好控制在≤400米，如有蓝牙基站距离超出500米，应在这一回路中增加加力极一个，加大该回来的信号，加力极需要一个交流220V的电源，可以将该回路的电源电缆接入，再从加力极铺至该蓝牙基站，蓝牙基站的电缆敷设以蓝牙主站为中心，这样可以缩短部分蓝牙基站的距离，加快蓝牙的搜索速度，蓝牙主站控制蓝牙基站的个数最大为16个（0-F），蓝牙电脑钥匙最大为4把（0-3），蓝牙基站最好控制在10个以内，蓝牙基站的辐射范围为直径300米（该距离在无任何阻碍物的情况下），一般在变电站及电厂蓝牙基站间距为200米，蓝牙基站安装高度越高，辐射范围越广，但考虑到维护，户内蓝牙基站安装在2.5米左右为最佳高度，户外基站需要考虑与设备的安全距离，一般在1.8米左右。
二、日常操作步骤介绍
进入程序对位模拟结束传送票回传
1.双击桌面“某某变电站五防”图标，进入登陆窗口，点击”登陆”。
2.选择“用户名”，输入密码，按“确定”键进入主界面。
3.先要进行设备对位，即点击”对位”，对位结束后点击”结束对位”（也是”对位”那个键）。
4.对位结束后既可以进行模拟操作，即点击”开始模拟”进入模拟状态。
5.此时根据操作票内容进行模拟操作，模拟操作结束后，点击”结束模拟”（也是”开始模拟那个键”）。
6.如果模拟操作过程中需要更正，可以按“撤销”按钮，每按一次撤销最后一个步骤。
7.点击”结束模拟”后，会弹出一个对话框，此时就可以：传送操作票，修改操作票，打印操作票，作废擦作票，预存操作票，传票。
8.如果准备进行到闸操作，将电脑钥匙打开电源插入传送充电座，单击“传送票”按钮，将本次操作任务的一次操作内容输入到电脑钥匙。
9.拿电脑钥匙到现场进行解锁倒闸操作。
10.操作完后，将钥匙打开电源插入传送座，按程序界面上的“回传钥匙”按钮回传。
三、常见问题分析
1.模拟屏系统开关元件模拟预演时没有反应或模拟屏上显示器显示乱码。
处理方法：首先请关闭模拟屏上的电源开关，等待半分钟后，再开启电源，冷启动完毕后，打开操作键盘的前面板，按压红色“重新启动”键进行软启动，恢复到备用时间时，正常。
2.启动图形系统搜索不到蓝牙基站或蓝牙钥匙，即图形系统菜单右上角的圆点、方框未改变成红色，启动时也并未听到“喀…挞…”两声响声。
处理方法：
a.关闭蓝牙主站端子箱的电源，等待半分钟后，再开启电源，重新搜索。
b.检查蓝牙主站同电脑之间的通讯线是否连接正常。
3.在电脑上点击“模拟屏模拟”，模拟屏系统没有反应，并未进入预演状态。
处理方法：
a.检查电脑同模拟屏间通讯线接触是否良好。
b.检查通讯转换小刀闸是否在“模拟屏通讯方式”一边。
c.如上述检查都正常，请重新启动电脑及模拟屏。
4.在用电脑钥匙实际操作三相设备时，操作一相后，其它两相的步骤消失。
处理方法：此种现象为图形系统中的设备状态同电脑钥匙中存储的设备状态不相同所致，检查图形系统中三相刀闸的各状态是否统一，统一后继续操作即可
5.在显示屏上提示准备发送信息，电脑钥匙通过蓝牙或Rs232方式都无法接收到信息。
处理方法：
a.检查电脑钥匙电源是否打开。
b.检查蓝牙通讯是否正常，参考“异常二”的处理方法。
c.使用Rs232方式时，检查电脑钥匙和传送/充电适配器电极针接触是否稳定。
d.确认“传送/充电适配器”后面的“蓝牙主站―电脑钥匙”开关切换到“电脑钥匙”位置。
6.电脑钥匙操作KK开关时，分、合闸操作正常，钥匙未发出“本步操作完成，请继续”语音提示。
处理方法：请更换另一把钥匙操作，看是否可正常，如正常，即本钥匙电气回路可能已经损坏，需更换处理;如不正常，请检查电气锁接线是否正常
7.电脑钥匙操作KK开关时，分闸操作正常，但合闸操作时电脑钥匙不能跳过当前操作步骤（实际设备已合上）。
处理方法：这种现象往往发生在带有同期的开关上，原因是电气锁没有正确串入开关的合闸回路中。处理办法是请继保人员检查并正确接线（接线原理参考<直流电气锁接线原理图>）
8.电气锁闭锁失效，不经解锁就可直接操作。
处理方法：这种现象表明接线有误，或未将电气锁串入分、合闸控制回路，或根本未接线，电气锁电极浮空，请重新检查电气锁的接线。
9.电脑钥匙插入电气锁后，未操作实际设备，在取下钥匙时，即发出“本步操作完成，请继续”的语音提示。
处理方法：此现象表明接线有误，电气锁未正确串入控制回路。正常情形，电气锁两电极应无电压，如有电压则说明接线有误
10.机械锁锁头无法插到锁体中，导致实际设备无法闭锁。
处理方法：这种现象往往是由于锁体中的锁舌复位不良或失效。复位不良时可用小螺丝刀转动锁轴使锁舌复归正确位置;若复位失效则要更换机械锁，更换机械锁要注意锁码与原来保持一致。
四、防范措施及展望
1.增强基站信号建设
500kV变电站的面积比较大，必须有多个基站来传输和增强蓝牙信号。这些基站在恶劣天气和强电磁场环境下可能出现故障，使得电脑钥匙无法接受蓝牙信号，所以我们要在新建变电站时加强蓝牙基站的硬件和防护，并增设基站的故障报警功能，使得运行人员能及时发现并处理。
2.防误主机双重化
防误主机的故障报警功能需加强，建议新建变电站设两台防误主机，互为备用。在其中一台出现故障时，另外一台也可满足操作需要。
3.提高相关锁具质量
电脑钥匙是开锁的重要工具，但是比普通钥匙要沉重许多，使用时可能不小心摔到地上造成损坏。为解决此问题，一方面我们需加强电脑钥匙的抗摔性，增加一个橡胶外套;另一方面加强工作人员对设备的爱护意识，建立一套设备保管机制，责任到人。从而减少电脑钥匙损坏的机率。
4.完善设备检验制度
全站微机防误闭锁系统将来需加强检验，根据设备运行情况建立一套完善的设备检验机制，来提高整个系统的可靠性。
5.提高运行监视手段
500kV变电站的无人值守化正在进行，应将微机防误闭锁系统设备运行状态通过电力数据网进行调度组网监视以便在出现故障时能够及时处理。
五、结束语
500kV变电站微机防误闭锁系统是一个系统工程，要实现智能化和高可靠性，还有许多技术问题需要攻关解决，相信在不久的将来微机防误闭锁系统将有一个蓬勃的发展期。微机防误闭锁系统在500kV变电站得到广泛应用，总体设备运行良好，各类数据采集、传输无误，工作正常，说明微机防误闭锁系统的技术运用到实际中已通过实践的检验，满足了安全、稳定的系统运行要求。但变电站微机防误闭锁系统应用发展中遇到的主要问题，还有待进一步深入研究和解决。
参考文献
[1]周长久.国内领先的数字化变电站技术[J].云南电业，2006.
[2]科技档案（65），数字化变电站研究[J].云南电业，2007.
作者简介：谢鹏（1980―），电力工程师，研究方向：继电保护及自动化。