新型微机变电站装置分析论文

摘要：平煤集团电务厂谢庄变电站采用北京许继的WFW-Ⅱ型微机误防闭锁装置，实现了站内三百多个电气设备的完整五防闭锁功能，有效解决了“空程序”的问题，配备了完善的操作票解决方案，并可根据用户不同需要进行系统更新和维护，为变电站五防提供了新的、可靠的解决方案。

关键词：变电站微机五防解决方案

1、引言：

《电业安全工作规程》规定：“为防止误操作，高压电气设备都应加装防误操作的闭锁装置”。现在，防误装置已成为防止误操作、确保变电站的安全运行和保证电气设备、人身安全的有效而可行的手段。以前的防误装置经历了机械闭锁和电气闭锁两个阶段，近年来，随着微机防误技术的应用和发展，微机五防广泛运用于新建变电站，同时，许多旧的变电站也在进行微机五防系统的加装或改造。

平煤集团电务厂承担着平煤集团所属国有煤矿供电任务，供电可靠率要求高，责任重大。近几年，电务厂在引进先进设备、技术，以确保安全供电方面不断探索，取得了可喜的成绩。与北京许继合作，采用新型的WFW-Ⅱ型微机误防闭锁装置，该装置可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，可以实现完整的“五防“功能，并有效解决了“空程序（走空程）”而导致误操作的问题。这一装置在集团公司枢纽站－谢庄变电站应用，运行情况良好，具有巨大的推广应用价值

2、装置组成及原理

2.1、装置组成：

WFW-Ⅱ型微机误防闭锁装置是由PC管理机，马赛克模拟屏，工控主机，电脑钥匙，通讯充电座，及各种锁具构成，其结构原理如图1所示。

PC管理机：可进行智能微机开票，管理操作票，对系统进行调试、设置，实现与工控主机的联系通信等功能。

马赛克模拟屏：屏上开关量均为开关结点，由主机监测开关量状态，开关用“+”字灯表示；临时接地用插头；刀闸和地刀用旋扭式开关表示。主机装在屏体上，马赛克屏上可配置安全日、时间显示器等设备。

工控主机：采用WFW-II型主机，是智能模拟屏核心。主机可采集模拟屏上开关量状态，并对操作人员在模拟屏上的演练进行五防逻辑判断，禁止违反五防操作票的形成。正确的操作票经红外通讯传给电脑钥匙，主机通过电脑钥匙回传信息，监督操作票执行情况，并刷新开关量状态。WFW-II型主机按工业级工控机标准设计，可靠性高；显示器采用高亮度大屏幕LCD液晶显示器，显示内容丰富；主机内部固化五防逻辑库，可对模拟屏上一次主接线图进行五防逻辑判断；主机配置强大的通讯模块，可方便地与变电站其它系统连接，共享资源。

电脑钥匙：为微机闭锁装置最关键设备，电脑钥匙从主机接受正确操作程序，并强制性使操作人员按电脑钥匙上正确操作程序去操作设备，并把操作人员的操作过程公正客观的记录下来，以使管理人员考核运行人员工作，操作任务完成后回传主机，刷新开关量状态，同时主机记录下操作过程。

电脑钥匙在防误功能基础上增加了设备巡检功能，使用方法为在电脑钥匙菜单中选择巡检功能，然后由运行人员将电脑钥匙插入巡检设备锁具内（每一个设备对应一把锁），电脑钥匙询问设备正常与否，由运行人员根据实际情况进行选择；设备巡检完后回传主机，同时，记录下巡检内容。

电脑钥匙采用光电采码，并特制光电采码头，采码可靠性高；开锁机构为拨杆式传动机构，结构简单、可靠；开锁机构被设置在密封体内，与电脑钥匙电路板隔离，防雨性能好；电脑钥匙采用大屏幕显示器（128r64点），可控制背光功能，菜单式功能选择，一键控制，因此具有良好的人机关系。电脑钥匙采用96单片机，硬件设计采用多种抗干扰措施，极大提高了电脑钥匙可靠性。

充电通讯座：负责对电脑钥匙充电，并完成电脑钥匙与其它系统通讯功能，提供一串口；采用220VAC电源，充电通讯座为立式放置，可放平台上，也可放置模拟屏上，安装灵活、方便。

电编码锁：用于断路器、电动隔离开关和电动接地刀闸的闭锁。电编码锁在电气原理上相当于一个常开接点。电编码锁闭锁原理为切断正常操作回路，使操作无法执行，电气原理为电编码锁串入操作回路，解锁由电脑钥匙连通回路。

机械编码锁：用于手动隔离开关、接地刀闸、临时接地线、网门等设备闭锁。

设备闭锁的实现方法：

现场一次设备采用以下几种方式进行闭锁：

闭锁对象

闭锁方式

断路器

电编码锁

电动隔离开关、电动接地刀闸

电编码锁或机械编码锁

手动隔离开关、手动接地刀闸

机械编码锁

网门、柜门

机械编码锁

临时接地线

机械编码锁、地线头、地线桩

特殊闭锁方式

防止“空程序”

加装状态检测器

线路侧验电

加装验电器

防止“空程序”：机械挂锁具有安装简单、使用维护方便的优点，但单一的挂锁不能强制性防止“空程序”。所谓“空程序”，就是指运行人员用电脑钥匙打开机械编码锁后不实际操作，操作人员通过电脑钥匙提示信息，人工确认操作完成，并进入下一项操作。我们研制了状态检测器，解决了挂锁机构的强制性防“空程序”问题。在刀闸机械操作机构上安装两个状态检测器，分别是合位和分位状态检测器。利用刀闸的操作手柄作挡片，并使刀闸在合位时手柄挡住分位状态检测器，在分位时挡住合位状态监视器。进行倒闸操作时，先用电脑钥匙打开机械编码锁，如果是合闸操作，刀闸由分位到合位，手柄挡住的合位状态检测器露出，此时可按电脑钥匙提示，把电脑钥匙插入合位状态检测器中确认，如果正确，则可进行下一项的操作。如未操作，由于合位状态检测器仍被手柄挡住，电脑钥匙无法插入其中确认，因此不能进行下一项的操作。这样就达到了防止“空程序”的目标。

2.2、基本原理：

WFW-Ⅱ型微机防误闭锁装置用马赛克模拟盘表达现场电气主接线图关系，由工控主机对马赛克盘上开关量进行采集。工控机内存有主接线图五防逻辑关系库，因此，主机可监测马赛克屏上一次操作程序，并监督运行人员一次操作不违反五防规则，运行人员在演练完正确操作步骤后，由主机经通讯座传给电脑钥匙，并由操作人员持电脑钥匙，并根据电脑钥匙显示器所提供的操作程序，到现场去操作一次设备；操作人根据电脑钥匙提示选择正确操作对象（走错对象无法开锁），开锁后可进行实际操作，并根据电脑钥匙提示由操作人员确认操作完成，或由电脑钥匙检测状态检测器方式确认操作完成；当所有操作程序完成后，把电脑钥匙信息回传主机，由主机根据回传信息确认操作票完成，并刷新开关量实际状态，整个操作过程完毕。

2.3、操作票系统：

开列操作票是电厂、变电站运行中一项必不可少而又相当繁琐的工作，操作票管理系统正是为减少运行值班人员的工作强度，提高工作效率而设计的。“操作票管理系统”运行于PC管理机，为运行值班人员提供了一个简易的操作环境，其最大的特点在于实现运行人员利用鼠标就可以完成绝大部分的工作，并为用户提供了比较熟悉的工作界面，简便可靠的操作票开具、检验及管理，实现了所见即所得的打印功能。

“操作票管理系统”为用户提供了手工开票以及图形开票两种操作票开具方式；并能对开具的操作票进行保存、检验、管理及打印等多种管理。

2.4、系统管理：

系统提供了对系统设备、元件及用户等信息进行综合管理的功能。可浏览及更新元件库，以适应设备改扩建的需要；可进行系统数据备份及恢复，一旦数据遭到破坏，可迅速恢复上次保存的数据，保证系统运行的可靠性。

系统实现了向电脑钥匙传送操作票，并且能够接收从电脑钥匙回传的操作结果；实现了与模拟屏交换数据；实现了与综自站系统的通信功能。

系统初始运行时，用户需要为系统设置数据库。为此，系统为用户提供了调试设置的功能，使用户能够根据现场的条件对各种操作进行必要的配置与修改，可进行一次接线图的绘制、设置“五防”闭锁条件等，使系统满足不同现场条件的用户。

3、结论

WFW-Ⅱ型微机误防闭锁装置解决了一般微机五防装置的“空程序”问题，具备电气闭锁和微机五防的所有优点，整合了完善的操作票生成、管理方案，提供高级的系统调度、维护功能，在谢庄变电站应用良好，具有良好的应用推广价值。