变电站自动化系统的在线式五防技术及其实现

【摘要】在线式五防系统是一个崭新的概念，在传统防误闭锁理论基础上，结合数字化变电站的新理论、新技术，通过站控层监控后台软件的优化开发，间隔层设备的合理配置和被控制设备的科学设计来实现变电站五防系统的网络化、实时化、智能化和一体化，实时控制和在线监测电气设备的操作过程。

【关键词】在线式五防系统；后台监控系统；逻辑判断；测控屏；操作箱

1.引言

随着电力系统的日益发展，五防技术不断更新。变电站技术逐渐向网络化、数字化以及一体化共享模式发展。结合数字化变电站的新理论、新技术，在线式五防系统实现了测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化、信息互动化的智能化，简化了自动化系统和一次设备之间的接口，减少了辅助触点和连线，提高了自动化系统的可靠性，是未来智能化变电站重要构成部分。

2.在线式五防系统概述

智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现，使得数字化变电站从理论变为现实。数字化变电站3个主要的特征是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化，通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。

在线式五防系统应采用与自动化系统一体化的模式，指在逻辑意义上防误闭锁软件与自动化系统融为一体，具体指：（1）防误闭锁软件与自动化系统具有统一的数据库，五防模块与自动化系统的其他应用模块一样从同一个实时库获得数据；（2）防误闭锁软件与自动化系统具有统一的数据库组态，五防数据直接从自动化系统数据中挑选测点，编辑五防属性，如合分规则，操作术语等。（3）防误闭锁软件与自动化系统具有统一的画面编辑，可以直接采用自动化系统的画面作为五防的画面，不用重新制作。其服务进程如图1所示。

3.在线式五防系统实现方式

3.1 后台监控系统五防

嵌入五防系统后的后台监控系统，实时从监控系统获取当前全站的遥信状态。正常情况下任何操作都需要操作票顺序判断后由后台系统独立完成。针对每一步的操作序列，通过G00SE将对应操作序列信息点置位。只有当相应的操作正确动作并有触点返回后，才确认该操作完成，将操作序列信息点复归并进入到下一步操作或操作结束。

后台经过五防开具操作票，通过G00SE将五防联锁的运算结果即每个操作对象的操作条件是否满足发送给对应的包含该操作对象的测控单元。

后台的遥控操作在操作之前，必须经过自己的一体五防逻辑判断是否允许当前操作。遥控令到达测控装置后，测控装置仅校验测控装置本身的间隔测控联锁虚触点，而不再校验该操作序列是否允许。

后台需具有临时解锁功能，解除后台的开票，允许后台紧急单步操作。

3.2 测控屏的实现

在测控屏柜设计两个把手：一个为远方就地把手（QK），“远方”模式对应调度以及后台的遥控，“就地”模式对应就地操作；另一个为五防把手，1代表“在线五防”投入；0代表“在线五防”退出（间隔测控联锁依然运行）；增加一个开关的操作把手（KK），该把手在QK打到就地时，可经过KK把手对开关进行分合。测控屏上不需要增加解锁钥匙。解锁操作全部在就地端子箱操作。

正常情况下：“在线五防”投入，QK把手处于“远方”：此时，测控装置最终的测控五防闭锁触点通过间隔测控联锁的判断后输出。即远方遥控情况下，后台与调度发送的遥控令只经过间隔测控联锁连个虚触点。后台的顺序操作仅由后台一体五防逻辑来保证。当“在线五防”投入，QK把手处于“就地”：此时，测控装置闭锁远方操作，仅可以在测控屏上进行操作；此时测控装置最终的测控五防联锁触点通过：后台五防逻辑、间隔测控联锁、后台五防操作序列允许的“与”逻辑后输出，即就地操作必须经过后台的操作票序列允许，该操作主要目的是为了避免就地操作时走错间隔而产生误操作。当“在线五防”退出时，测控装置的测控五防闭锁触点仅经过测控装置的问隔联锁逻辑输出。

3.3 智能操作箱的实现

智能操作箱可以与测控单元进行GOOSE信号的收发联系。智能操作箱一方面采集本间隔的开关、刀闸等位置信息上送给测控单元，另一方面接收测控单元发送的操作允许的GOOSE信息。测控单元对应的智能操作箱针对每一个可操作对象应提供分合各一副闭锁触点串入操作回路。当操作箱收到测控装置发送的所对应对象的测控五防联锁触点开放GOOSE信号后，则该操作对象可以进行操作。同时智能操作箱提供一副紧急解锁的万能钥匙，以应对当GOOSE断链无法获取联锁结果而闭锁联锁触点时，运行人员到就地紧急操作时能够通过把手从外回路将联锁触点隔开，进行就地紧急控制。同时在就地端子箱上应具有“远方/就地”的QK把手，该把手打到就地后，仅允许在端子箱内就地操作。同时该远方就地把手信号需要送到测控装置中，从而保证端子箱内就地操作时能通过操作票序列的校验。

3.4 锁具的实现

选用一种可以实时触点返回的锁具。在运行人员现场操作完毕，且刀闸操作到位后，提供返回的触点通过硬接线给智能操作箱或测控装置，从而实现该操作的反馈。

4.结束语

在线式防误操作系统由于其“实时、在线”的本身技术特征，加上未来不断成熟的“顺控”技术，将完全可以取消人工现场操作环节，只需单人在监控主机开票或选择操作模式即可自动实现整个操作流程，大大提高操作效率。

在线式防误操作系统可以配合监视系统的远程实时监视功能，从而满足未来变电站视频及环境监控系统远程技术指导、监督的办公模式，同时也为变电站实现智能化管理提供了强有力的技术保障。

随着数字化变电站自动化技术的不断更新、运行管理模式的进步，IEC61850标准在国内的不断推广应用，在线式防误操作技术，将成为变电站防误操作的发展方向。

参考文献

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作者简介：翟永成（1968—），男，1990年毕业于合肥工业大学计算机及应用专业，哈尔滨电气集团阿城继电器有限责任公司设计员，主要从事变电站综合自动化系统相关产品的研究与开发以及IEC61850数字变电站产品研发工作。