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读优特简报《变电站设置独立五防装置必要性探讨》之我见
读优特简报《变电站设置独立五防装置必要性探讨》之我见

发布日期:2016-1-13来源:网站管理员

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1、概述
  随着电力体制改革的不断深化和技术的飞速发展,变电站综合自动化控制应用日益广泛。目前厂、站电气自动化已逐步向计算机监控、无人值班、少人值班或集控站等运行模式发展,电气设备的操作模式增加,如调度、集控远方遥控操作、就地遥控操作、就地手动操作、检修操作。设备操作点增多(调度、后台、测控屏、就地操作机构等),同时利用监控远方操作的范围越来越大,原来以手动操作为主的电气设备现已逐渐转为以遥控操作为主的发展趋势。
2. 防误操作闭锁方案
  目前为实现变电站的防误操作闭锁功能,新建或改造变电站,常采用以下两种方案:
   方案1:配置独立于监控系统的专用微机“五防”系统 
   方案2:监控系统与“五防”系统一体化 
  其中,独立微机“五防”系统的方案得到了普遍的应用,是变电站新建或改造的首选方案。但近来有一些变电站采用监控系统与“五防”系统一体化的方案2,这两种防误方案在技术和应用上有所不同,本文对上述两种防误方案做一个比较和探讨。
2.1. 专用微机“五防”系统方案
此方案有完整的全站闭锁,远方操作时通过专用微机“五防”系统实现全站的防误操作闭锁功能,就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现,同时在受控设备的操作回路中串接本间隔的闭锁回路。专用微机“五防”系统与变电站监控系统共享采集的各种实时数据,不独立采集信息。此方案是目前的主流方案,普遍应用于全国各电压等级的变电站,因其可靠性、便捷性、先进性得到用户的好评。
2.1.1. 方案特点

  1)完整的“五防”解决方案
  设独立的微机五防系统,由五防主机实现全站设备操作的防误闭锁。
  远方操作采用微机防误系统中遥控闭锁装置的闭锁接点实现防误闭锁,就地操作时则由微机防误系统的电脑钥匙和锁具来实现防误闭锁。远方和就地操作都具有强制性防止电气误操作措施,完全满足《防止电气误操作安全管理规定》的要求。
  在集控站中可以方便地与站端的独立五防系统进行连接,实现区域电网的防误功能。
  2)高可靠性
  微机防误闭锁系统与监控系统是两个相对独立的系统,分工明确,系统的安全性得到保证。对于多个设备同时操作的要求,可实现多任务并行操作的方式,提高运行人员工作效率。
  微机防误闭锁系统与监控系统共享设备状态信息,双通信通道各自启动自己的执行终端,两个系统执行终端接点串联。无操作任务时,即使监控系统因软、硬件故障或干扰影响,使其操作终端开出,都不会形成误操作,实现了强制闭锁,操作可靠性极高。
  3)操作方便
  系统的独立带来了极为方便的操作,无论何种运行方式,操作始终简便。
  4)售后服务保障
  五防厂家直接与用户沟通,所配防误装置质量、功能有保证。五防厂家配有专业的调试与售后队伍,产品的安装质量、售后服务有保障。
  升级方便,无论是监控后台还是五防厂家的程序版本、锁具等单元进行升级换代时,只需对自身做产品做出调整,不会影响到其它系统的稳定性。
2.2. 监控系统与“五防”系统一体化方案

图2:监控系统与“五防”系统一体化结构示意图
  该方案将“五防”主机与监控机合二为一,有效利用计算机资源,易于实现信息共享。但目前极少的监控厂家能自己提供电脑钥匙与锁具,绝大部分为外购专业“五防”厂家设备,在技术上及应用上难免出现一些问题。
2.2.1. 方案问题
  1)无法实现完整“五防”
  利用计算机监控装置实现“五防”功能的基础,必须是变电站一次设备具有完备的电气闭锁,而在实际运行中,并不是所有设备都具备电动操作和相应的电气闭锁功能,以致出现无法获取如地线、网门等手动操作设备的状态信息,防误逻辑判断条件不全等情况,不能实现完整的“五防”闭锁。
计算机监控系统制造厂与专业的防误闭锁装置厂在设计思路上各自为政,导致计算机监控系统中的防误闭锁功能部分缺失,安全隐患极大。
  2)可靠性不高
  远方操作闭锁接点和遥控接点由同一个测控单元提供,仍存在不安全因素。
  计算机监控系统的防误功能与其操作功能由同一电脑系统构成,电脑系统的安全性无法得到可靠的保证。
  3)操作不方便
  设备检修就地人工操作时,需监控系统配合进行传动试验,操作不方便。
  修改防误逻辑后的验收工作非常繁琐,往往需做传动试验。
  监控系统主要功能为监视和遥控操作,增加防误功能后,主接线图必须增设地线桩和网柜门等一次设备,整个接线图变得异常复杂、臃肿,而且看起来不直观。
  4)运行维护问题
  系统升级不方便,当五防厂家的程序版本、锁具等单元进行升级换代时,监控系统厂家必须做出相应调整升级,影响到监控系统的稳定性和安全性。
  计算机监控系统中的防误功能不能作为独立的防误操作装置来选型,监控厂家往往从成本考虑选择价格低廉的“五防”系统,质量得不到保证,导致防误装置的选型、设计脱节,功能不完善,运行维护不便。
在几篇文章中都多次反复提及以上若干论点,其实是一个先后认识问题,现有微机防误系统,后有计算机监控防误操作系统。二种防误系统都有利弊。由于没有全面了解计算机监控防误操作系统,只单纯单方面做评价是不公平的。提及到的问题,现在更本不存在!原因很简单,因为不了解计算机监控防误操作系统的具体细节。防误操作系统的组合构架是由专业计算机+测控装置+UPS电源+经多次修正和新型实用可靠的锁具。现在就介绍一下“监控装置”与电磁锁!
目前电磁锁已普遍应用在全国各变电站(所),使用量空前。电磁锁的特点:耐用可靠,它可以远距离电控操作,由功能齐套、性能优越计算机监控防误操作系统的支持,确保运行状态准确无误。电磁锁更为突出的性能是能实时将锁具变更信息及时反馈到主机监控屏,上道逻辑操作程序尚未完成,下道逻辑操作程序
就无法执行,保证运行状态准确性、可靠性,二者相辅相成。电磁锁的新型设计,无论在防水、防盐、防潮、绝缘、环境、震动都做了全面认证,锁具新品设计过程十分严谨、一丝不苟。采用新型加工工艺及模块化生产制造工装夹具,生产手段的更新,彻底的改变锁具不良现象。实践证明新型的电磁锁将日益广泛应用各领域中。同时需要指出是计算机监控防误操作系统中不可替代的“测控装置”。
测控装置应用于全国各变电站、电厂,可单独操作运行,也可以通过通讯接口与计算机组合使用,构建成新型防误体系计算机监控防误操作系统。测控装置是防误体系不可缺少执行部件。
测控装置的研制早在十年前就已经进行,当时许多重大技术都处于萌芽状态。时到今日各项技术尤其大规模微处理芯片的应用已十分成熟,经过多年实践及现场应用的考验,测控装置在技算机监控防误系统中举足轻重,显示它独特的功能和不可取代的作用。
   采用嵌入式单片机控制系统,全数字化模式。由七大部分组成,MCU32位大规模集成芯片中心控制模块、遥控模块、遥信模块、电流取样模块、电压取样模块、电源模块、具有菜单式LCD显示模块。
 测控装置在软硬件方面都采取双道防范措施具备高度抗干扰性能,测控模块按照二种模式设计,一种是直接控制式、一种是自保持式,可供选择使用。
   遥控模块与遥信模块都采用光耦隔离器件,其目的保护设备避免外负载分流影响及干扰,确保信息准确无误的接收和控制信号准确无误的传递。
  依据实际需求设置和灵活修改电压等级。
 采用二种规约:IEC870-5-101   IEC870-5-104.
  采取以上技术方案应有效保证以下功能的实现!
1)        LCD多功能菜单显示及系统模式显示
2)        数据采样端口多功能实现
3)        遥控、遥信端口多功能实现
4)        实时记录显示功能状态
5)        系统模式的切换及状态细节显示
6)        通讯接口实时双向通讯
7)        面板操作流畅,LED状态反应准确。
8)        全功能状态记录浏览
“测控装置”经计算机监控防误操作系统软件的配套应用可以满足“国家电网对防误装置”的要求,若干年实践证明技术方案的可信性
3. 总结
  实践证明,独立的“五防”系统方案应用广泛,功能完善,使用维护方便,与一体化方案相比具有明显优势。目前大多数监控厂家无五防经验和产品,不能提供完善的五防,低成本的外购造成质量参差不齐。防误装置和综自系统打捆招标,由综自厂家中标后自行配置防误装置的模式增加了中间环节,用户与防误装置生产厂家脱节,所配防误装置质量、功能无法保证,尤其是产品的售后服务无法保障。此外,防误装置的缺陷问题一旦暴露,容易造成综自厂家与防误装置厂家互相推诿的情况,拖延解决问题的进度。
  防止电气误操作已逐步发展成为电力自动化技术的一项重要独立分支,成为保障电力安全生产的重要措施之一。随着电网的不断发展,技术的不断更新,防误技术也将不断地改进和完善。综自站和集控站的监控操作必须有防误闭锁系统的保证才能发挥应有的作用。微机防误闭锁技术应该和计算机监控技术有机的结合,实现资源共享,但必须保持功能独立。只有单独配置,微机防误闭锁才能真正发挥防止误操作的作用。
 
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