变电站微机五防可靠性分析及改进

摘要：文章对五防机的余度设置、站控层面规范、间隔层面防误规范的协同性、通信流程、主动监控五防设备等领域进行了分析，研究了微机五防具有的可靠度课题，提交多种方案意图进行完善，它们包括规划下装、五防整体化、五防核心机器联网监控等多个环节，每项改善方案都描述了完成方式。

关键词：变电站；微机五防；五防机；站控层面；间隔层面；通信流程 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2015）33-0016-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.009

1 概述

电力工业不断前进，避免误操作技术也在持续进步，陆续研发机械结构闭锁、机械结构程序运行闭锁、电气设备闭锁、联网五防等多类型闭锁装置，现在自动工作变电站避免误操作设备里，使用最多的类型是微型计算机五防系统，它始终占据着绝对优势地位。

2 五防可靠性分析及改进措施

2.1 五防机冗余配置

图1 五防一体化系统软件结构

现在国内超过220kV电压级别变电站的监控体系都使用两重余度配备。其主要监控机器产生故障，备用机器可自动转变成主要机器，接替承担监控控制变电站的职责。但是微型计算机五防体系的五防机并未采取两重余度配备，所以如果五防机产生故障，变电压的作业安全都会受到威胁。部分地位重要的变电站为提高五防安全性，配备两组五防体系，但是这两组五防体系各自分隔，不能进行主要和备份设备的转变，在某组五防体系产生故障时，要求人工下达指令，另外一组五防体系方可开始运行。近段时间，出现了五防监控整体性技术系统，简称为五防整体化，它将监控体系作为根基，五防机的互相备份工作获得了技术手段。五防整体化的含义是，在监控软件系统中内置五防闭锁程序作为功能组件，使监控系统具备五防功能，把五防程序列入监控体系内实施总体控制形成防误闭锁技术。五防整体化体系里，五防软件和监控软件共享图像库和即时数据库，每部监控机器都可兼具五防机功能，主要和备份机器使用接通报文监察对方状况。主要和备份监控机器使用公布和协同体制达成其即时数据库和图像界面具有等同性，软件构成见图1。

五防整体化体系顺利工作时，五防组件在主要机器内工作，备份机器的五防组件作为备份。在主要机器发生故障无法工作时，备份机器自行转换成主要机器，备份机器的五防组件从备份性质进入实际运行状况，因为主要和备份机器使用相同的即时数据库和图像界面，所以可实现无隙转换，转换进程里不能损失监控和五防的工作数据。

2.2 站控层与间隔层防误规则的一致性

防误操作的基本是机器闭锁原理，又称防误准则。防误闭锁程序按照防误准则和各种机器的状况，判定对于单次设备解启闭锁状态的必要性。现五防构成系统里，站控层面和间隔层面具备的防误准则各自独立。站控层面的防误准则主要安置于五防机内，间隔层面的防误准则布设于监测控制单元里，间隔层面和站控层面的防误准则需要保证相同。在遥距控制机器进行作业里，要求站控层面和间隔层面的两重五防检验允许，如果站控层面和间隔层面的防误准则不同，那么遥距控制作业不能准确实行。

站控层面和间隔层面的防误准则保证相同的有效方法是，使用站内监控体系，五防机自行把防误准则下进行装载测量控制单元，建成测量控制单元的准则库。测量控制单元把准则库传输至五防机，由五防机对其进行检正检验。在珠海某地珠海110kV变电站使用此种方法，将准则进行下行装载和校正检验，收效良好。

2.3 微机五防的通信

2.3.1 使用以太网计算机网络取代串行接口通信。企业用以太网因为具有传输速度快、有效防止电磁扰乱的优点，在变电站监控体系里被普遍应用，现在计算机已将以太网接口列入标准配备部件。使用计算机网络，在监控体系和五防机中、在五防机和计算机解锁工具中完成数据交流，加快通信速率，还可达成使用一部五防机与多部监控机器进行通信，改良了通信的稳定性。

2.3.2 使用五防整体化技术。五防整体化消除了五防机和监控机的通信进程，使五防机和监控设备合并为一体，五防机要求获得的机器定位数据，可从监控体系的即时数据库中获取，监控体系可获取五防机的闭锁数据，能够提高微型计算机五防系统的即时信息和闭锁信息的稳定性。

2.4 对五防关键设备的在线监控

变电站单次设备的运行状态，现在被逐渐列入自动化工作体系的监控区域里，可是监控微型计算机五防系统的运行状态长期不能得到重视，导致在自动化工作体系里，微型计算机五防系统成为监控的死角，造成不能迅速感知五防机产生的缺点。部分变电站通常需要在设备开始工作时，才察觉五防机器不能运行，这样不利于作业的安全性。所以需要寻找方法，对于五防机器能够做到联网监控，实现出现故障尽早显现尽早排除，这是保护五防机器顺利运行的最重要事项。微型计算机五防系统的核心设备有五防机器、计算机解锁工具，通信适配部件，对于它们可使用的联网监控方法有，计算机解锁工具和通信适配部件具有自身检测能力，把自身检测数据向五防机上报。五防机器把检测数据和自体运行状态传输至监控体系，监控体系获取五防机器的运行状态，按照规则可把数据传输至控制中心。

2.5 对编码锁的定期巡视

变电站自身规模各有区别，编制代码锁的数量也不会相同，少可有几十个，多可有几百个。计算机解锁工具对于编制代码锁进行准确辨识，使作业流程能够准确运行。如果计算机解锁工具不能准确辨识编制代码锁，会产生误闭锁或者误解锁的后果，危害到作业安全。近段时间内，计算机解锁工具不能准确从编制代码锁采集代码，已经是解锁失败的主要成因。在计算机解锁工具里新设锁具巡检功能，能够迅速察知因为采集代码导致的锁具故障，有利于迅速改换发生故障锁具。

具体方案如下描述：在五防机里，锁具机器相应数据表是五防程序数据库的组件，它记载着每座单次设备相应的编制代码锁，把此表格下行装载进计算机解锁工具里，随后将其作为计算机解锁工具的数据库保存进内存里。变电站检查维修部门使用计算机解锁工具，按固定时期巡回检测站内全部编制代码锁，在计算机解锁工具获取锁具代码数据以后，和保存在内存里的锁具机器相应数据表格做出匹配，如果发现对应项，会显现锁具代码和相应的机器数据。检修部门可按此数据，对于锁具的安放位置和实际单次设备的对应结果做出判定，如果不能对应，要求改换锁具或者改换锁具代码。如果计算机解锁工具不能获取正确锁具代码，会显现不能寻出对应数据，它表示出锁具代码因为设备损坏或者长久使用而无效，要求改换锁具或者改换锁具代码。

3 结语

全面使用自动化技术产生的硬件部件、软件系统、数据库，改良微型计算机五防系统，增强稳定性。部分增强五防系统稳定性的措施，包括五防整体化技术、以太网网络通信技术，在某些变电站已得到实际应用，收效良好。

参考文献

[1] 顾拥军，皮卫华，杨乘胜，等.变电站防误闭锁应用分析[J].继电器，2005，33（2）.

[2] 智全中，等.五防系统在智能化变电站中应用分析

[J].电力系统保护与控制，2009，37（23）.

基金项目：广东电网有限责任公司东莞供电局职工创新项目（ZG-DG2015-022）。

作者简介：吴灿新（1985-），男，广东东莞人，供职于广东电网有限责任公司东莞供电局，研究方向：变电站运行。

（责任编辑：周 琼）