基于微机防误闭锁装置全性能最优的技术改进研究VIP

基于微机防误闭锁装置全性能最优的技术改进研究摘要：文章针对现阶段变电站防误闭锁装置的应用现状，分析了在线式、离线式微机防误闭锁装置的优缺点，提出了一种更实用、更安全、更完善的微机防误闭锁方案。关键词：变电站；在线式；离线式；微机防误闭锁装置中图分类号：TM769文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）03-0029-041概述近年来，随着计算机技术水平的飞速发展，微机防误闭锁装置的技术也日趋完善，不论是传统RTU变电站还是现代综合自动化变电站，基本上都将其作为本站的主要防误闭锁装置，可见微机防误闭锁装置在电网系统中的应用越来越广泛。目前在变电站中普遍采用的是离线式微机防误闭锁装置，在线式微机防误闭锁装置较少使用，而离线式微机防误闭锁装置存在某些其自身无法克服的功能性缺陷和工作效率低的问题；在线式微机防误闭锁装置虽然拥有更强大、更完善的防误闭锁功能，但是由于它敷设了大量的二次电缆，导致维护不便和工程造价高，特别是旧站防误闭锁装置改造工程周期长，使变电站防误闭锁系统迟迟不能投运，存在较大的安全稳患。因此，我们急需设计出一种既兼具两者优点，又达到可靠性、经济性、操作效率性高的综合最优的微机防误闭锁系统。2两类微机防误闭锁装置现状分析2.1离线式微机防误闭锁装置工作原理离线式微机防误闭锁装置由防误主机、电脑钥匙、各种锁具等部件组成。工作过程是在倒闸操作时，首先在微机防误主机上进行模拟操作，防误主机根据储存的防误规则和当前设备位置状态对每一项模拟操作进行逻辑判断，若逻辑判断正确则允许进行下一步的操作，若逻辑判断错误则通过语音提示错误操作项的设备名称和编号，然后将正确的模拟操作生成实际操作程序传给电脑钥匙。操作人员依照电脑钥匙显示的操作顺序依次打开相应的锁具进行操作。操作完成后通过电脑钥匙的回传，将本次操作后的设备状态信息汇报给微机防误主机。2.2在线式微机防误闭锁装置工作原理在线式微机防误闭锁装置由防误主机、网络控制器、防误控制器及各种电控锁具等部件组成。防误主机通过网络控制器和二次电缆与现场电控锁具相连接，并直接对电控锁具进行解锁或闭锁控制，电控锁具有自带设备状态采集的功能。工作过程为当操作任务在防误主机模拟操作完成后，防误主机通过在线网控制相应设备的解锁，操作人员按照操作票的顺序到被解锁设备处直接进行操作即可。已完成的设备状态信息经电控锁采集后上传给防误主机，防误主机收到设备信息后自动对下一步操作设备进行解锁。整个操作过程无需电脑钥匙干预，其过程在防误主机上可完整显示。3两类微机防误闭锁装置的优缺点分析在综合自动化变电站，离线式微机防误闭锁装置、防误主机与一次设备之间无直接的二次电缆相连接，因此无法实现强制闭锁。微机防误主机显示的一次设备的状态一部分由监控系统接口通信实时对位获得，另一部分监控系统无法采集的设备状态信息则需要靠防误主机记忆前一次操作结束后的运行状态或人工对位来实现，因此无法实现全站所有设备实时对位。该系统若进行非正常解锁操作后，会导致防误主机显示的运行状态与实际设备的运行状态不一样，此时需要人工进行设备对位，否则将导致错误的模拟操作，造成恶性人为误操作事故。离线式微机防误闭锁装置在进行监控系统的远方操作时，采用通信软闭锁方式来完成。也就是说监控系统在执行操作任务时，首先向微机防误闭锁装置发出操作请求，由微机防误闭锁装置来判断该操作是否正确，若正确则返回允许操作指令，监控系统收到允许操作指令后才能通过网络对测控单元下达操作指令，完成相应的电动操作设备的倒闸操作。此种闭锁方式正常情况可基本实现远方操作的防误闭锁，但不能解决当监控系统软、硬件发生故障时造成电气设备误动。其优点是正常运行时，具有“五防”全部功能，能适应各种电压等级的复杂接线，而且锁具相对简单、工程造价低、安装施工快及维护方便。在线式微机防误闭锁装置的优点是可在线设备对位、在线实施解闭锁。由于可具有在线解锁功能，在线式微机防误闭锁装置在执行操作的过程中，会自动按照倒闸操作票顺序进行解锁，无需操作人员干预，不改变原操作流程，可节省操作时间，提高工作效率及质量。同时由于具有强制性闭锁功能，有效地解决了监控系统软硬件故障或运行人员操作不当造成的误操作。在线实施解闭功能恰恰能弥补离线式微机防误闭锁装置的不足，满足管理规定中对防误闭锁的各项要求，理论上具有更完善的防误闭锁功能。同时通过对各种类型的操作分析，发现在整个操作过程中离线式微机防误闭锁装置模拟设备操作占用了大概20%左右的时间，降低了操作人员的工作效率；而在线式微机防误闭锁装置具有在操作前将所有操作设备的模拟一次性完成，可大大减少模拟操作时间。但是，其缺点是由于电控锁具结构复杂、维护不便，现场还要敷设大量电缆，工程造价高，安装工作量大，老站改造工程周期长，有的安装时间甚至长达一年，使变电站防误闭锁系统迟迟不能投运，改建工程基本上无法使用，从而使在线式微机防误闭锁装置应用受到了极大的限制。4完善的微机防误闭锁方案通过对离线式和在线式微机防误闭锁装置的各自优缺点的分析比较，我们可以综合它们两者的优点，设计出一种综合式微机防误闭锁装置，防误闭锁系统原理方案如图3所示：完善后的微机防误闭锁方案主要由防误主机、网络控制器、分布式网络控制器、无线电脑钥匙、遥控闭锁继电器和电控锁具等部件组成。使用有线网络与无线网络共存方式，对于电动设备，使用遥控闭锁继电器来实现强制闭锁，对于监控系统没有采集状态的临时接地桩、电容器网门等设备，使用可采集设备状态的电控锁具来完成就地操作的强制闭锁。对于监控已经采集其状态的手动操作设备，使用普通编码锁来实现就地操作的闭锁，从而达到使用少量的二次电缆和电控锁具就基本实现了在线式微机防误闭锁装置的全部功能。4.1实现强制性闭锁功能在完善后的微机防误闭锁系统里，为了实现对电动设备实施强制性闭锁功能，在电动控制回路中串联接入遥控闭锁继电器闭锁触点，操作时只有闭锁触点闭合后才能对该电动设备进行操作，不然就不能操作该电动设备。在倒闸操作时，运行人员应先在防误主机上进行模拟操作，模拟完成后，防误主机会自动通过网络发送解锁命令，相应的遥控闭锁继电器在收到解锁命令后，它的控制闭锁接点预先闭合，操作人员只需按模拟好的操作顺序正常操作就可以实现被控设备的防误操作。当设备位置改变时，通过监控系统将设备信息发送给防误主机，防误主机在收到设备变位信息后再按模拟好的操作顺序对下一步待操作的设备进行解锁。4.2实现信息的实时采集功能在完善后的微机防误闭锁系统里，防误主机可以通过两个途径获取全站设备位置状态信息，对于监控系统能采集的设备状态信息，防误主机可以通过与监控系统通信获取设备的实时状态位置信息，对于监控系统没有采集的其他设备状态信息，可以利用电控锁具自身状态采集功能，将它采集的现场设备状态信息上传给防误主机，从而实现全站设备位置状态的实时采集，也实现了全站设备位置状态的实时对位，确保了防误主机内的设备状态与现场的设备状态一样。4.3实现操作全程的实时监控功能在完善后的微机防误闭锁系统里就地操作时，操作人员先在防误主机进行模拟操作，模拟完成后将操作程序传送给无线电脑钥匙生成操作票，操作人员按照电脑钥匙显示的操作顺序，依次打开相应的防误锁具或通过防误主机直接控制电控锁解锁，对设备进行倒闸操作。整个倒闸操作过程中被操作设备的位置信息分别由电控锁具和监控系统采集后通过网络送回给防误主机，在防误主机的接线图上可实时显示设备位置状态，防误主机只有在检测到当前操作的设备状态正确变位后，才允许开放下一步的操作，实现了整个操作过程全程远程监控功能。主控室随时掌握现场倒闸操作过程，可有效解决操作中防止走“空程序”和监控系统无法全面实现的“应具有操作监护功能，以允许监护人员在操作员工作站上对操作实施监护”的要求。4.4实现实时的逻辑判断和闭锁功能由于完善后的微机防误闭锁系统具有可实时采集设备状态和实时对位功能，在进行倒闸操作任务时，防误主机可以根据采集到的设备位置信息实时对当前操作进行逻辑判断，根据逻辑判断结果及时控制在线锁具。假如设备位置状态发生非正常变位，防误主机应立即进行防误逻辑判断，对违反“五防”管理规定的操作立即实施强制闭锁。5结语由于在线式微机防误闭锁装置存在一些自身无法避免的缺点，且旧站改造周期较长，目前国内真正采用的变电站并不多。离线式微机防误闭锁装置又存在“走空程序”、无法实时在线对位、无法实时监控倒闸操作全过程的弊端。因此，本文中提出