电力五防系统自动化技术应用研究

电力五防系统自动化技术应用研究

宗浪

身份证：51302219860416XXXX

摘要：作为电力系统的自动化技术组成部分，五防系统在变电站自动化中起到重要的作用。作为电气误操作导致事故发生的主要防控手段，五防系统能有效提高电网供电安全稳定性。随着我国科学技术的不断提升，我国变电站自动化管理系统早已融合了五防系统，将五防系统融入成为变电站的自动化系统重要的组成部分。本文浅析五防系统自动化的应用，为研究电力自动化发展提供参考。

关键词：变电站；五防系统；自动化技术

随着自动化系统广泛应用在电力行业中，发生了较大变化运行方式，原来电气设备以手动操作为主，现在遥控操作正逐渐取得主导地位，以集控站管理的模式逐渐代替单站管理的模式，在这种改变运行方式的背景下，五防系统怎样把这些新的情况，利用五防系统实现闭锁保护的目的，成为当前首要解决的问题。五防系统是一种高压开关设备采用计算机技术用于防止误操作电气的装置。近年来，随着大力应用和发展微机防误技术，新建变电站和电厂广泛运用五防系统，同时五防系统也加装或改造到许多老站。本文介绍了现代微机“五防”技术的原理并针对实际应用中出现的问题提出了一些建议。

1五防含义

防止误拉误合断路器；防止带负荷拉合闸刀；防止带接地刀合闸；防止带电挂接地线；防止误入有电间隔。五防系统是变电站防止错误操作的主要设备，为了让变电站安全运行，减少人为错误操作，任何正常的倒闸操作都由五防系统的逻辑判断和模拟预演来审核，以减少安全事故的发生。

2电力五防系统自动化技术的应用

2.1电气防误闭锁

电气防误闭锁属于现场电气联锁技术，为了实现电气闭锁，可以通过联接有关设备的辅助联接点来实现。这在电气系统闭锁形式中最基本，最常见的，有很强的可靠性。但这种闭锁方法运行维护比较困难，接线方式也比较复杂，并且应用范围也较小。对带电挂接地线、断路器误带接地合闸、误入带电间隔无法起到应有的作用，只能防止隔刀、地刀和开关的误操作。所以，不能实现真正的“五防”。因此要不断完善电力系统的发展过程，电气闭锁回路这种防误闭锁方法，虽然方便、可靠，但还是存在许多问题的。

2.2机械防误闭锁

机械防误闭锁一般存在与户内变电站中，与金属封闭型开关柜一同设计，其工作原理，是利用机械结构之间的相互联系，在相关操作位置实现联动操作，依靠机械传动的方式，完成每一个装置的闭锁功能。与电气防误闭锁相比，这种闭锁形式具有结构简单、动作可靠、操作方便以及不需要辅助操作的优点，而且具备良好的防尘性能，能够适应各种不同的环境。不过，其联动环节较多，在操作过程中，很容易出现机构卡死的情况。不能有效防止断路器的误分和误合，带电合接地刀以及误入带电间隔等。

2.3程序锁

程序防误闭锁功能强大，控制简单，不受距离限制。这种防误闭锁方式通常是结合设备运行信息，分析操作顺序，制定操作序列，转换成电脑钥匙形式，进行传递控制。由于程序传递速度快，对距离限制不大，所以在户外配电应用比较合适。但程序锁也存在一个严重的问题，那就是程序锁需要从操作序列开头开始，中间无法间断，也不能从中间操作开始，如果在整个运行过程中出现一个操作不当，就必须从头来过，这样就导致其失去了功能价值。若以程序锁如果能够解决这一问题，将成为五防系统中的重要技术。

2.4微机五防系统

微机五防系统是网络通信技术及计算机应用于变电站实现电力系统自动化的结果。主要在上层管理软件中实现微机防误闭锁系统，智能单元上传的所有设备相关数据及运行方式和信号集中在上层管理软件中，当前任务的操作票由知识库和数据库（根据运行部门提供的典型操作票和操作原则建立）生成的，首先进行模拟操作，然后进行实际操作并自动记录，操作者的权限要在操作中进行核实。微机五防系统将现场大量的二次闭锁回路通过软件转换为五防闭锁规则库，防误闭锁的数字化得以实现，并可以实现以往很难实现或者不能实现的防误功能，使其成为电气设备防误闭锁技术快速发展。为防止电气误操在高压开关设备上多使用微机五防系统。通常主要由主机、机械编码锁、电脑钥匙、模拟屏、电气编码锁等各种功能元件组成。我们常用的微机防误闭锁装置分为以下四类：开关、地线（地线刀闸）、刀闸、遮栏网门（开关柜门），以上几种设备是通过微机锁具（机械编码锁和电编码锁）实现闭锁功能的，必须由软件编写上述设备的操作闭锁规则。

2电力五防系统自动化技术的应用

在传统的变电站中，微机五防系统与计算机监控系统是独立存在的，而这种形式也带来了许多的问题和缺陷，一是环节相对较多，操作复杂，导致了资源的大量浪费；二是现场设备复杂繁琐，对于运行人员的专业素质有着较高的要求；三是存在大量的设备故障点，运行维护的工作量大，在一定程度上影响了系统的正常运行；四是误码概率较大，可能会导致设备的拒动或者误动；五是事故处理时间相对较长，可能导致事故影响的扩大。

为了对上述问题进行解决，可以将五防系统与监控系统融合在一起，利用自动化技术，实现五防一体化，微机五防系统与计算机监控系统能够共享监控画面以及实时数据库，这样，可以提升五防系统的稳定性，降低变电站运行维护成本，推动变电站综合自动化系统的标准化进程。与原本各自独立的系统相比，五防一体化系统具有非常明显的优势：首先，能够有效减少模拟操作的时间，提升正常变电运行操作以及事故处理的效率，避免由于紧急解锁而导致的误操作现象；其次，可以减少对于现场实时信息的硬性采集，由模拟与实际操作生成信息，能够确保信息的完整性、可靠性和准确性，避免由于隔离开关、断路器、刀闸等设备辅助接点的接触不良导致的信息错误；然后，在五防一体化系统中，不存在通信接口压缩信息量的问题，许多原本监控系统无法硬性采集到的信息，可以通过软信息实现；最后，能够有效减少操作权的切换，实现操作权的闭锁与转移，具备更高的可靠性，能够在充分保证防误操作的前提下，简化操作流程，提升操作速度。

在五防一体化系统中，子系统包括了站控层防误和间隔层防误两部分，前者包含防误闭锁软件、电脑钥匙以及锁具，后者则主要由测控软件实现逻辑闭锁。而无论是站控层防误还是间隔层防误，都能够独立完成相应的防误闭锁功能，保持闭锁逻辑的一致性。本间隔电动刀闸的防误操作可以由敞开式设备的现场布线式单元电气闭锁实现，而跨间隔的刀闸闭锁则通过站控层防误或者间隔层防误实现，通过电力五防自动化系统与现场布线式单元电气闭锁，共同完成刀闸的闭锁操作”。

4结语

随着不断推广变电站自动化技术、运行管理模式的不断发展，我们对防误闭锁技术的要求也越来越高，在这些要求不断提高的前提下，微机防误闭锁技术作为主流的防误技术也在不断地改进，不断出现新的设计概念。在实现电力五防系统自动化技术应用的过程中，要全面考虑所面对的问题，在改进技术的同时，要维持系统自身性能保持稳定，也要培养人员综合素养，既要在操作机械上有所提高，也要在人员管理上不能懈怠，及时对技术操作人员和管理人员进行培训，保证操作设备人员对待工作认真严谨，确保电力五防技术系统自动化技术得到切实应用，使其发挥出对电力系统真正的保护作用，造福社会。

参考文献：

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