浅谈变电站在线式五防的结构及验收

【摘 要】以珠海地区220kV 琴韵变电站在线式五防系统的投入应用为例，叙述了220kV琴韵变电站在线式五防的系统结构及在五防系统验收中遇到的一些现场技术问题及其处理方法。同时，对在线式五防的验收工作提出了相关建议。

【关键词】在线式五防；系统结构；验收

0.引言

随着电网建设的不断推进以及自动化技术在变电站中的推广应用，传统的“五防”模式已无法完全适应变电站安全操作的要求，目前，微机五防系统无法实现实时动态防误，存在“走空程”的问题，只能依靠操作人员的责任心去克服。同时，五防主机与电脑钥匙的通讯是影响系统可靠性的重要因素。在线式五防的应用极大的提高了电气误操作的防范能力，对作业人员的人身安全和设备安全提供了可靠的保障，是防误系统今后发展的方向。然而，数字化变电站在线式五防系统的结构与传统的微机防误系统差异巨大，对于其验收还没形成一整套完整的验收操作方案。

1.在线式五防的系统结构

220kV琴韵变电站作为数字化变电站，在物理结构上由三个层次构成，分别为站控层、间隔层、过程层，每层均由相应的设备及网络设备构成。因此，在线式五防系统也由站控层的后台五防机、间隔层的测控装置，过程层的智能终端及五防锁具等组成。形成了站控层防误，间隔层防误，过程层防误的三层防误体系。系统的组网结构如图1所示。

（1）站控层防误由后台五防监控主机构成，基于“五防一体化”设计的站控层，采用统一的图形系统和实时库，将变电站的“五防”软件集成到监控系统中，使监控机具有“五防”逻辑闭锁和“五防”操作票功能[1]。图形系统有2种工作模式：监控模式和“五防”模式。监控模式下可对设备遥控操作，“五防”模式下可执行与操作票相关的功能。正常情况下任何操作都需要操作票才能进行， 监控后台通过GOOSE报文将每个操作对象的实时允许信息发给测控装置。

（2）间隔层防误由按断路器间隔进行配置的测控装置构成，通过GOOSE网络实时采集一次设备的变位信息，同时通过MMS网接收后台监控机发出的操作对象的实时允许信息。通过网络，测控装置都能获取闭锁所需的信息，并应用于本间隔内进行闭锁逻辑条件判断，实现了独立于站控层的防误闭锁。当遥控命令传送到测控装置后，测控装置仅校验其内部的间隔测控联锁虚触点，不再校验该操作序列是否允许。

图1

（3）过程层防误主要由分布于断路器间隔内的智能终端、电气闭锁回路及相关的五防锁具构成，智能终端一方面通过GOOSE网络将实时采集的一次设备的状态信息传送给测控装置，另一方面接收由测控装置发送出的操作允许信息。过程层的所有闭锁元件均需提供遥信辅助接点，供系统实时采集。对于站内的一些非电控操作对象，则采用将操作箱的分、合允许接点串入锁具的电源回路，保证只有条件满足的锁具才能打开[2]。对于如临时接地桩等，采用能提供可靠辅助接点的新型锁具，如图2所示，能实时的反映锁具的状态，以此来防止操作对象的误操作。

图2 带辅助接点的新型锁具

2.在线式五防系统的验收

（1）在线式五防验收规范

《广东电网公司数字化变电站验收规范》对数字化变电站的在线式五防系统实时防误功能的验收有明确规范[3]，需能实时监控站内所有的闭锁设备状态，只按操作票顺序对当前操作对象进行开放操作，操作正确后自动闭锁该设备并自动开放符合条件的下一步操作。操作执行中止后，必须能即时闭锁相关设备（包括接地锁、网门锁、刀闸电机电源开关等）。同时验收规范的第三小点明确指出，操作票执行过程中，若操作对象的操作条件发生变化不满足操作要求时，监控五防及间隔五防均能实时闭锁并停止继续操作，提示错误信息。

（2）琴韵站在线式五防验收方案：

220kV琴韵变电站在线式五防由站控层防误，间隔层防误，过程层防误的三层防误体系所构成，按照验收规范，对在线式五防的验收按照过程层防误验收、间隔层防误验收、站控层防误验收以及实时动态防误功能验收四个部分独立开展工作。

（3）验收工作中遇到的问题及处理方法

针对站控层防误验收和过程层防误验收工作，由于这两部分与传统的微机防误系统一样，因此在进行站控层防误验收工作中，可在后台五防机上通过对设备元件进行人工置位配合五防模拟开票进行检验，同时从五防系统中将五防逻辑文件导出，检查五防逻辑是否正确，通过这两种验收方式即可对站控层防误进行验收。针对过程层的防误，主要是对设备的布线五防和对设备间机械连锁进行验收，对于设备布线五防可以通过运用设备间隔的解锁把手实际改变设备的状态并对所需操作的设备进行操作来配合验收。

在传统的微机防误系统中，测控装置与操作箱之间的联络均以二次电缆作媒介，因此在对测控五防进行检查验收中，可以先在后台进行模拟开票后，在监控界面进行操作中对照二次图纸通过调整测控屏后的端子排接线，改变测控装置获取的设备变位信息以检验操作对象能否顺利进行操作，同时在设备对应的测控装置中查看虚触电的接通情况来配合验收。然而在数字化变电站中，测控装置与智能终端的联络均以光纤为媒介通过GOOSE网进行，运行人员无法采用常规的方法进行防误检查验收。针对这一问题，由运行人员配合广东电科院的工作人员重新开发出一套通过网络接口实时强制修改测控装置接收设备变位信息的软件，让针对间隔层防误的验收得以顺利开展。

对于在线式五防实时动态防误功能的验收，这是一个在传统微机防误系统中没有的验收项目。在传统的微机五防系统中，电脑钥匙对操作人员可能走错间隔起到了提醒作用，然而在线式五防中的实时防误功能取代了传统微机五防中的电脑钥匙的作用，实时防误功能的正确性直接控制着非电控五防锁具的开放与否，将对操作人员防止走错间隔产生很大的影响。规范要求在操作票执行过程中，若操作对象的操作条件发生变化不满足操作要求时，站控层五防和间隔层五防均能实时闭锁并停止继续操作。根据这一要求，目前只能通过由运行人员在后台进行正常的模拟开票操作，在按操作票项执行过程中，人为通过解锁把手改变设备状态后恢复五防联锁状态，此时检验后台是否存在操作错误信息提示，查看对应的测控装置操作允许分、合虚触点的接通情况，并用万用表在智能终端柜后端子排处测量操作对象对应的允许分、合回路是否接通。在220kV变电站，由于设备繁多，虽然这种方法行之有效，但工作量巨大，难以推广应用，迫切需要研究出一种高效率的验收操作模式。

3.结束语

在线式五防以其具备实时动态防误功能的优越性，符合智能化电网的发展趋势，有着广阔的应用前景，如何规范和完善在线式五防的验收将是一项重要的工作，文中针对验收问题所提出的解决方法虽行之有效，但效率不高，难以推广。提出在线式五防系统验收的优化方案，以提高验收效率，保证今后新建、改造变电站在线式五防系统的零缺陷投运，仍将是一项长期的任务。

参考文献：

[1] 梁晓兵，褶文健，张玲，宋占岭 .一种在线式“五防”一体化系统的设计与实现[J]. 电力安全技术， 2011，13（4）： 40-44.

[2] 220kV 琴韵变电站运行规程.

[3] 广东电网公司数字化变电站验收规范.