微機五防系統的改進

2015-03-18 11:22:32

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　摘要：對離線式和在線式五防系統進行分析，提出了一種新的混合式微機防誤閉鎖系統進行了討論。　　隨著變電站自動化技術的不斷推廣、運行治理模式的進步，防誤閉鎖技術面臨很多新的要求，在這些需求的推動下，

　摘要：對離線式和在線式五防系統進行分析，提出了一種新的混合式微機防誤閉鎖系統進行了討論。

　　隨著變電站自動化技術的不斷推廣、運行治理模式的進步，防誤閉鎖技術面臨很多新的要求，在這些需求的推動下，作為主流的微機防誤閉鎖技術也在不斷的改進，新的設計概念不斷出現，在線式微機防誤閉鎖技術是其中一個發展較快的分支。現將微機防誤閉鎖技術所解決的題目作一先容。

　　1五防系統的現狀

　　目前的微機防誤閉鎖系統，主要分為兩種類型，即離線式微機防誤閉鎖系統、在線式微機防誤閉鎖系統。其中離線式微機防誤閉鎖系統在電力系統中的應用最為廣泛，在線式微機防誤閉鎖系統，由于種種原因一直未能得到很好的發展。

　　隨著廠站自動化系統在電力行業中的廣泛應用，運行方式發生了較大變化，原以手動操縱為主的電氣設備，現在逐漸被遠控操縱所取代；以單站治理的模式逐漸轉變成集控站治理的模式。在這種運行方式改變的情況下,微機五防系統如何將這些新的情況，納進到五防閉鎖保護的范圍之內，是首要解決的題目。

　　1.1離線式微機防誤閉鎖系統

　　離線式微機防誤閉鎖系統主要由三個部分組成，即防誤主機（或五防模擬屏）、電腦鑰匙及現場鎖具。

　　其特點是防誤主機（或五防模擬屏），將模擬預演后的正確操縱步驟傳輸到電腦鑰匙，其后的操縱以電腦鑰匙為主，來完成閉鎖鎖具的解鎖工作。在此操縱期間，防誤主機不能在線跟蹤操縱的執行情況，只有在電腦鑰匙回傳后，才可以獲得相關的操縱信息。在操縱方式切換頻繁的情況下，電腦鑰匙需要多次回傳，操縱較繁瑣。但由于現場鎖具無需敷設電纜，所以具有投資小、覆蓋面廣、可靠性高，結構簡單的優點。

　　其缺點是為確保防空走的題目，需要設計適用于對象設備的品種，式樣繁多的固定鎖，或是鎖具附件，且通用性差，安裝周期長。而且離線式微機防誤閉鎖系統，不能實時取得現場實際位置。

　　1.2在線式微機防誤閉鎖系統

　　現有的在線式微機防誤閉鎖系統主要由三個部分組成，即防誤主機、分布式現場總線及現場鎖具。其設計目標則是通過分布式現場總線，將防誤主機與現場鎖具連接起來，由防誤主機直接控制鎖具的解鎖和閉鎖操縱。同時具備鎖具閉鎖狀態及設備狀態的實時采集功能。操縱過程完全取消電腦鑰匙。

　　現有的在線式微機防誤閉鎖系統具有以下優點：

　　具有一次設備狀態實時采集功能，防誤主機可實時獲得現場一次設備的狀態，包括臨時接地線、網門。防誤主機中的一次設備狀態可與現場設備實現實時對位。

　　具有鎖具閉鎖狀態實時采集功能，防誤主機可實時采集在線式防誤鎖具的閉鎖狀態，并可實現對鎖具操縱情況的跟蹤及在線檢測等功能。

　　實時跟蹤操縱狀態，有效防止操縱中走“空程序”的題目。由于五防主機可直接控制現場鎖具的解鎖、閉鎖操縱，并可采集設備、鎖具狀態。防誤主機只有在檢測到設備狀態正確變位后，再開放下一步的操縱，可同步解決“空程序”題目。

　　有效的降低操縱復雜程度，進步效率。

　　與離線式微機防誤閉鎖系統相比，現有的在線式防誤閉鎖系統具有獨特的優點，但從提供完善的防誤閉鎖解決方案來看，也存在不少題目。

　　安裝不方便，需敷設大量的電纜，維護本錢高，由于需要建立分布式控制網絡、采集設備位置節點及鎖具狀態節點、遠程設備供電等原因，目前的在線式微機防誤閉鎖裝置，需要敷設大量的不同種類的電纜，本錢增加較大，施工難度增加。另外由于系統結構及鎖具復雜，維護和調試本錢相應增加。因此僅適用于新建變電站，而且在變電站擴建時也會相當麻煩。

　　電源題目，五防系統可能會在變電站故障時操縱，因此安裝分布式現場總線不能就地取得電源，而是要從總控室拉電源，增加了投資和故障點。

　　可靠性題目，分布式自動化裝置在變電站碰到的題目（如：通訊故障、EMC等），在線式微機防誤閉鎖系統也會碰到。其可靠性很難保證。

　　覆蓋面題目，假如要想把網門、臨時地線點等也納進五防閉鎖范圍，對于在線式微機防誤閉鎖系統就相當困難了。

　　沒有提供遠控操縱的電氣閉鎖功能，國電公司2000年發布的《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》的第二章“防止電氣誤操縱事故”明確規定：“采用計算機監控系統時，遠方、就地操縱，均應具備電氣閉鎖功能。”另外，最新實施的《防止電氣誤操縱裝置治理規定》明確要求：“采用計算機監控系統時，遠方、就地操縱均應具有電氣閉鎖功能。若具有自動化失靈時前置機操縱功能，亦應具備上述閉鎖功能。”由于目前采用計算機監控系統的變電站，對遠控操縱的設備缺乏有效的閉鎖手段，所以不論什么原理，微機防誤閉鎖裝置都應提供有效的遠控操縱電氣閉鎖功能。但目前現有的在線式微機防誤閉鎖裝置并不具備該功能。

　　系統提供操縱模式單一，缺乏有效的緊急解鎖等應急操縱手段。由于系統僅提供一種操縱方式，即防誤主機通過分布式控制網絡直接控制解鎖、閉鎖操縱。因此在分布式網絡或鎖具發生故障的情況下，沒有后備的操縱方式，無法進行正常操縱。另外，有些在線式微機防誤閉鎖裝置的鎖具，不提供緊急解鎖功能，不能滿足緊急情況下的解鎖操縱要求。

　　鎖具及附件機構復雜化，存在不能完全實現所有一次設備的在線閉鎖。

　　2混合式微機防誤閉鎖系統

　　根據前兩者的優缺點，發展一種新的微機防誤閉鎖系統，就能解決如下題目：

　　覆蓋面題目、可靠性題目、實時對位題目、施工安裝題目、本錢題目。

　　為了解決這些題目，可以采用混合安裝方式：在主控室內的設備和防誤點采用在線方式閉鎖，其他設備仍采用離線鎖具加電腦鑰匙的閉鎖方案。

　　其具體要求和特點如下：

　　主控室內的所有的遠控閉鎖和電氣閉鎖由在線式五防系統完成。它的布線間隔短，受干擾幾率小，施工方便，電源題目也得以解決，而且可以通過位置信號采集取得相關設備的實時位置。

　　擴充電腦鑰匙的功能，使其具有電源輸出，無線實時通訊，數據庫治理等功能。

　　在就地設備處安裝離線式的智能鎖具，它具有位置信號采集功能，紅外通訊功能，平時不供電。僅當電腦鑰匙插進其插槽，驗證鎖碼后為其供電才能工作。該智能鎖具可以將采集到的實時位置信號，通過紅外線發給電腦鑰匙，由電腦鑰匙判定該操縱是否已成功完成。這樣保證了以下幾個特點：

　　·可以避免安裝各種各樣的機械附件來保證防“空走”；

　　·無需接駁通訊電纜和電源線，有效地降低了本錢；

　　·由于平時智能鎖具不供電，所以降低了因雷擊、EMC的原因，而導致五防設備發生故障的可能性；

　　·施工及安裝方便靈活，可就近安裝于設備的控制箱內，只要接幾根遠信信號電纜即可；

　　·防誤點的覆蓋面廣，所有的地線、網門都可以適用；

　　·依然可以將現場設備的實時位置送出，與在線式五防達到相同的效果。

　　3電腦鑰匙實時位置信號傳送給防誤主機

　　采用了混合方式的五防系統以后，電腦鑰匙通過無線通訊方式將采集到的實時位置信號送給防誤主機。首先彌補了五防對GIS組合電器等純遠控設備無能為力的缺陷，又令五防系統有了自己的位置信號，降低了五防系統對監控系統的依靠，而且還使五防系統的“虛遠信”（指由操縱票產生的設備位置信號），變成了實際的位置信號。