综合防误闭锁系统在配网自动化中的应用研究

马立军

摘要：在电力生产中，为了防止各种误操作事故的发生，保证电力系统的安全运行，各级变电站普遍设置防误操作闭锁系统。目前电力生产中常用的防误闭锁方式主要有微机防误闭锁、电气闭锁、间隔层防误闭锁和机械闭锁。由于工作原理和实现方式的不同，这些锁定方式或多或少存在一些缺点，存在安全隐患。随着综合自动化系统在各电压等级变电站的不断普及， 研究各类闭锁方式的特点及其在综合自动化变电站中的应用对于电力安全生产具有重要意义。

关键词：综合防误闭锁系统;配网自动化;应用研究

1 配网防误闭锁系统构架

配电网综合防误闭锁系统集计算机软件技术、无线通信技术、图形网络拓扑分析和防误闭锁技术于一体，为工作人员提供了一个集防误、线路运行于一体的综合管理控制平台防错、配网运行管理、工作流管理、仿真培训、操作票管理、开票专家系统、强制五防锁、系统维护。系统由数據库服务器、工作站、打印机和电子锁组成、现场闭锁锁具、手持PDA以及管理控制软件组成， 采用无线网络方式进行通信。

其中， 运行防误主机给配网值班室防误操作及运行管理提供服务， 配网运行防误主机是根据调度指令操作票进行运行、线路的操作防误并开出操作票， 可将开出的电气倒闸操作票传到电脑钥匙中， 操作人员拿电脑钥匙到现场进行倒闸操作。

配电网设备设置现场锁定设备。操作人员携带电脑钥匙到现场操作时，必须严格按照电脑钥匙上操作票的操作顺序进行切换操作。如果电脑钥匙在未操作指定设备的情况下拒绝打开锁紧机构，则操作不能继续，只有当前操作设备符合操作规程中指定的操作项目才能进行操作，以防止误操作。

在宁夏 电力公司范 围内， 银川市 配 电网设备 种类繁杂 、 数量最 多， 网架结 构最复杂 ， 最 具代 表性 。银月配 电网络共有 条 配 电线路 、 座开 闭所 、 台电缆环 网柜 、 台分 支箱 、 座配 电站 、 台配 电变压 器 。 电缆化率达 到 ， 环网率达到 。 作为输变 电与用 电用户的中间枢纽， 配电网络 起着 电力转承分配疏流的作用 。这也决定了配电网 络设备繁多， 运行情况复杂 。在配网运行过程中， 因操作范围大 、时间长 、任务多 、人员多 、班组多 、 地点环境复杂等特点 ， 致使作业不规范 、随意性大 ， 容易造成误入带电间隔 、带地线合闸 、误拉合开关 、 带负荷拉刀闸 、 带 电挂地线 、 漏项操作等误操作事 故 。在线路倒闸操作 中， 由于网络结构复杂 、 分段开关和联络开关较多 ， 操作程序复杂， 也更容易出 现误操作的情况 。同时配网改造不断进行 ， 新用户 不断接人 ， 网络变化更新的速度很快 ， 给传统五防 基于一次接线图的模拟开票操作的实现方式带来繁 重的图形维护工作， 图形存在更新不及时 、 不全面 等情况 ， 也增加 了潜在的安全隐患 。

2配网自动化中常用的防伪锁定方法

配电网是指电网中35 kV及以下的电压等级。配电网络调节器执行的切换操作与居民停电直接相关。配电网络交换机分布在配电网络站的机柜中，例如环形网络机柜和中间变电站。它们还包括配电线路上的极点开关。配电自动化系统收集配电网电气设备之间的拓扑关系。通过拓扑搜索的锁定操作，自动找到预防性所需锁定设备的基本操作规则。根据预定义的规则，这可能不取决于定义，电气设备将自动适应电网拓扑的变化。介绍了配电网自动化中常用的几种防误闭锁方法。

2.1 微型计算机锁定

依靠计算机网络通讯技术对高压设备的开关进行电器失误操作的锁定，这种技术便是计算机防误锁装置。计算机防误锁装置的工作原理是把实地现场中的多个二次阻塞电路通过软件转变为电脑系统中的几个反阻塞规则数据库，通常为5个数据库。实现了反阻塞的数字化，并实现了不可逆的防错功能。

这种功能过去很难实现。计算机防误锁系统主要由主机、屏幕、输入设备、电子机械密码锁等部分组成。通过实体锁（电子锁、机械锁）和逻辑锁，完成了电气柜断路开关、开关刀、接地开关刀、接地线、门开关的锁，形成了较为完整的具有“五防”功能的计算机防误锁系统。此外，计算机防误锁系统的开发可分为以下两部分：

2.1.1 早期的微机防误锁定

第一代电子计算机加密技术主要依靠嵌入式计算机控制技术，这是一种先进的防止操作错误的嵌入式技术。将误操作模型细化为数学模型，通过数学模型建立相应的防误锁系统逻辑序列，解决了复杂操作中的难题。与以往的锁定方法相比，实现了技术上的飞跃，使用灵活，功能完善，能够满足各种特殊操作的要求。但是，在使用中存在以下缺点：系统中存在“空着”的问题。在实际的应用场景中，利用计算机进行开锁的步骤中，会存在着以下的问题：计算机执行程序的过程中，存在着加密锁没有打开，但是计算机程序会继续向下一步进行，这种情况下只能通过人工操作将其解锁，这样的话，“五防”实际上并没有起到作用，不能满足预期效果。

2.1.2 与自动化系统通信的新型微机防伪锁定

在计算机带动的网络飞速发展时代，变电站系统中越来越多的应用了集成自动化系统，这种高度自动化系统和计算机防误锁系统相辅相成，应用场景越来越广泛，具有以下特点：

（1）现场的设备状态通过本地监控系统来采集，能够实时反应设备的运转情况，同时会把设备的具体信息反馈到计算机防误锁系统中。从而确保了防错锁定系统的可靠性。

（2）无法从现场收集某些信号，例如网络门，接地线，电源检查，保险等，但是需要监视本地监视系统和远程位置。此时，可以使用计算机密钥收集设备的状态信息，然后将其传输到本地监视系统和距离。

2.2 空间层防止错误

完成了测控装置逻辑功能的分区级防滥用利用。目前，测控装置中一般有五种防误闭锁功能，可用于新投产的综合自动化变电站。与来自刀闸状态的信号相比，在后台接收到的监控信号减少了通信链路节点，能够保持快速的实时传输性能。

2.3 微机预防错误

（1）防止微机错误是使用计算机技术来防止高压设备的电气误操作的设备。它通常由一台主机，一个模拟屏幕（可离线使用），一个计算机键和一个密码锁（包括机械密码锁和电子密码）组成。微机防误装置包括断路器、开关片、接地片和闸门。其基本原理是通过编辑的逻辑自动确定操作设备是否需要满足锁定条件。操作员将根据操作逻辑开具发票。模拟预览正确后，将操作内容传送到计算机密钥。发送后，将执行密码锁定操作。最后，返回键的状态将改变。

（2）有用于防止微机错误的离线和在线类型。离线微型计算机通常配备有模拟屏幕以防止错误，它不能实时显示设备的实际状态。有时现场和模拟屏幕的情况不一致，例如，现场断路器实际上就位，如果不返回第二次操作的键，则会导致显示器停留在分位数内，使工具处于诱饵锁定状态。在线微机防误通常采用防误闭锁逻辑，直接置于后台监控系统中。后台监控系统设备的实时状态作为防错逻辑判断的依据，由设计的防错锁定逻辑进行判断。

（3）微机防错的优点是具有整个站的逻辑防错功能。除了在该间隔处的电路锁定条件之外，它还可以确定其他间隔处的锁相条件。例如，母线刀的操作不仅要求防止错误地通过间隔，而且母线接地刀必须全部位于子位置，以便计算机防止错误通过。

结束语

配电网防误系统集运行防误、配电网运行管理、操作票管理等技术手段于一体，能有效防止配电网误调度、误操作的发生，促进配电网向集中化、智能化方向发展，从根本上提高配电网运行管理水平，产生良好的社会效益和经济效益。

参考文献

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[2]杨新民.杨隽琳电力系统微保护培训教材[M].北京：中国电力出版社， 2019.