DOI:10.13882/j.cnki.ncdqh.2015.01.015
Smart Grid
农网智能化
智能变电站一体化五防系统
汤义勤，方家麟，沈 君
（国网浙江台州供电公司，浙江 台州 317000）
随着社会的进步和科技的大力发展，计算机技术被广泛地运用在了各个行业和领域当中，电力系统中计算机技术的运用使电力系统的发展有了质的飞跃。目前，传统的老式变电站正在逐渐消失，取而代之的是综合的自动化变电站，不但降低了电力系统的运行成本，而且增加了电力系统的工作效率，提高了电能的质量，保证了电力系统运行的稳定性和安全性。这种网络化、智能化、信息化的发展趋势是电力系统未来发展的方向。但是在实际的生产工作中，还是会偶尔发生人为的误操作，导致事故的发生，威胁电力系统的运行安全。而五防系统的应用则有效地杜绝了这种事故的发生。随着综合化发展趋势的日益显现，目前监控系统和五防系统的有机结合实现了一体化的五防系统。
后，其数据基础就是实时监控时的数据库和图形环境，所要监控的就是变电站中一次设备的就地操作和远方操作，并能够实现对操作的五防闭锁。在这个过程中，一次设备中的就地操作要将相关操作内容向电脑钥匙进行传输，而电脑钥匙具备了强大的功能，将有效实现对其五防的闭锁；而一次设备中的远方操作也就是遥控操作是通过后台操作平台与五防模块进行实时数据交换与共享，从而有效实现闭锁功能。站控层的防误功能在变电站的防误中使用得最为频繁，因为站控层的防误可靠性高，而且覆盖的范围很广。其防误范围包括了变电站所有的断路器、接地刀闸、隔离开关、接地线以及网门等，对误防止操作极为有效。
间隔层的防误功能。变电站内以太网和间隔测控装置中的PLC 共同构成了间隔层的防误闭锁功能。这一层防误系统包括了间隔联锁和间隔内闭锁，其中间隔联锁所获取的信息包含了装置本地的信息和联锁装置的信息，通过实时查询来获取联锁信息，进行遥控闭锁防误；而间隔内闭锁则通过装置本地实时库就能够实现防误功能。间隔层的防误功能优势在于这一次防误系统能够进行在线闭锁，这个功能是根据电气设备位置的变化信息实现的。在以前，由于电气设备位置信息的返回不及时，很容易导致变电站调度端遥控操作电动刀闸和断路器后的误操作，而间隔层的防误闭锁功能就能够有效地防止了这一类的误操作，其在线实时操作性非常高。
现场单元电气闭锁层的防误功能。这一层的闭锁功能属于就地操作，通过连接二次电缆，将相关电气设备的位置状态进行转化，变成电气设备操作流程的依据，在这样的过程中实现闭锁防误的功能。可以看出，现场单元电气闭锁层是根据电气设备所在的位置及其状态来实现闭锁，所以操作起来非常简单，不但使用方便而且具有极强的实时性。这一层的闭锁范围包括了变电站全部的隔离刀闸，是变电站一体化五防系统的最后一道防线。但是现场单元电气闭锁层存在着一些不足，由于需要连接二次电缆，所以必须要进行大量的电缆敷设，加大了施工的工作量，而且其辅助接头的可靠性也有待加强，闭锁的稳定性也需要改善。
RURAL ELECTRIFICATION
1 一体化五防系统
传统的五防系统。传统的五防系统是微机五防系统，该系统是网络通信技术与计算机技术相结合后被运用在电力系统中，推进了变电站的自动化进程，常用在高压开关设备的防误操作中。微机五防系统的主要功能元件包括主机、机械编码锁、电脑钥匙、模拟屏以及电气编码锁等。通过机械编码锁和电气编码锁实现电气开关、地线、刀闸以及遮拦网门的闭锁。
一体化五防系统是在传统的微机五防系统基础上，取消了独立的五防主机，把监控系统与五防系统相结合，采用的是一体化设计，将变电站的日常管理与实时监控系统、五防一体化系统以及故障信息系统融为了一体，各个部分虽相对独立，但是共用着同样的图形界面和数据库，保证了信息的共享，又能满足单独配置的不同需求，使系统的功能更加灵活可变。
2 一体化五防系统防误功能的实现
一体化五防系统中包含了三级防误措施：第一级防误措施为站控层的防误，第二级防误措施为间隔层的防误，第三级防误措施为现场单元的电气闭锁层。由这三层防误措施的结合实现一体化五防系统的防误功能。
站控层的防误功能。当监控系统和五防系统相融合之
2015年第01期 总第332期35
农网智能化
Smart Grid
范科学有效的管理制度。
3 五防系统装置的优缺点
对于电压等级较高电网中闭锁程序而言，传统意义上的程序闭锁与机械式闭锁已不能满足其要求了，而电气闭锁则是一门新型的现场电气联锁技术，其达到闭锁的目的主要是依靠有关设备的辅助接头链接。作为一种最基本的闭锁形式，电气闭锁可行性高、可操作性强。但是，它要有很多二次电缆接入，且接线方式更为繁杂，在进行维护过程中难度较大，因此往往会发生电缆接触不良的状况，最终导致无法操作的情况出现。
微机五防系统接线容易，但是在使用微机五防系统时，要遵循以下程序：模拟预演微机防误装置后台计算机，待其符合操作规则要求之后才可进行下一程序。在电脑钥匙、防误主机以及编码锁的严格闭锁下，操作的整个过程强制性地有效确保了操作的准确性。
测控闭锁无需直接选用现场设备的辅助接头，然而需要接入很多二次电缆。因此，要充分运用变电站综合自动化技术，把防误闭锁逻辑输入到计算机，并编译好传到测控装置中，同时依靠设备状态的电气量与信号量实施防误闭锁判定，采用现场设备闭锁硬接头的方式做好闭锁工作，以顺利实现远方、就地、调度端闭锁的目标。此类闭锁手段由于不容易遭到外界因素的干扰，灵活度高、占地面积小、完整性高、可靠性强，因此可以说是当下最流行的闭锁装置。然而测控装置需要把很多二次电缆接入，同时其有着很高的自动化要求，接线手段较为繁杂。
但是，220 kV与110 kV变电站中除了会用到20 kV、35 kV以及10 kV等电压等级的设备，同时还用到了很多开关手车等新型电气设备。尽管在微机闭锁与测控闭锁内设定了与之相对应的电气装置与逻辑，但是此操作都是手动就地操作。所以说，开关手车等设备的操作在变电站当中不能实现闭锁。而开关手车内部都存在具有独立意义的机械闭锁，与此同时还加设了带电显示器与电气闭锁等电磁闭锁装置，进而健全了变电站的整个五防系统。
笔者认为变电站五防系统应做好以面几方面工作：强化改造现有设备，将更领先的设备应用到工程中，大力提升设备的可靠程度；实现解锁钥匙的一对一功能。如今解锁钥匙大多数为通用钥匙，虽然有比较严格的使用程序与
R U R A L E L E C T R I F I C A T I O N
制度保障，但还是会受到一些人为因素影响；充分运用电气闭锁、机械闭锁以及微机五防闭锁的优越性加以优化组合，以免五防系统中有漏洞产生；健全并发展新一代测控闭锁，健全电气闭锁+测控闭锁+机械闭锁模式；加大力度实施解锁钥匙管理的责任，强化监督与考核，健全并规
4 一体化五防系统在变电站中的应用
一体化五防系统的操作流程。传统的微机五防系统中经常出现的故障在一体化五防系统中已经不再出现了，而且监控系统中的通信故障也逐渐减少，可见一体化五防系统的优势。其操作的简单化、系统的稳定性和反应的灵敏性使一体化五防系统得到了广泛的运用。目前，变电站操作端的每一步都要经过站控层、间隔层以及现场单元电气闭锁层的五防规则校验，使变电站中的倒闸操作有了更高的安全保护。
对一体化五防系统的维护。为了保证系统运行的稳定性，必须对一体化五防系统进行定期的维护。在日常的维护中，要对系统的软件以及现场电脑的锁具和钥匙进行重点维护。此外，还要对系统中的数据进行维护。而在一体化五防系统中，由于监控系统和五防系统用的是同一个数据库和图形界面，所以对数据进行维护时，工作量得到了很大程度的减少，而且维护的操作也更加简单，这也是一体化五防系统的优势之一。还值得注意的是，以前变电站对五防系统进行维护时，由于系统存在的问题造成了维护分工的不明确，而在使用一体化五防系统之后，由于五防系统成为了监控系统下属的子系统，所以对锁具的维护和数据的维护工作可以有效分离，分别都能得到专门的维护，提高了一体化五防系统的可靠性和稳定性，进一步加强了这一系统的优势。
5 结束语
综上所述，随着经济的快速发展，人民生活生产中的用电量在不断地增加，促使电力企业加快电力系统智能化、网络化、信息化的实现。一体化五防系统在智能化变电站中的应用，使五防系统和监控系统得到了有效的结合，通过站控层、间隔层以及现场单元电气闭锁层实现了三级的闭锁防误功能，并杜绝了离线型和在线型设备的误操作，是一种全新的、混合型的五防系统，成为了变电站智能化、自动化的发展方向。
参考文献
[1] 智全中, 秦广召, 娄伟, 徐晓东. 五防系统在智能化变电
站中应用分析[J]. 电力系统保护与控制，2009(23)：108-111.
[2] 李永建. 浅谈变电站中的一体化在线五防系统[J]. 机电信
息，2013(33)：21-22.
[3] 牛文渝. 220 kV无人值班变电站操作五防实现方案的探讨
[J]. 科技资讯，2006(08)：21-32.
[4] 翟永成. 变电站自动化系统的在线式五防技术及其实现[J].
电子世界，2013(01)：57.
（责任编辑：贺大亮）
362015年第01期 总第332期
DOI:10.13882/j.cnki.ncdqh.2015.01.015
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智能变电站一体化五防系统
汤义勤，方家麟，沈 君
（国网浙江台州供电公司，浙江 台州 317000）
随着社会的进步和科技的大力发展，计算机技术被广泛地运用在了各个行业和领域当中，电力系统中计算机技术的运用使电力系统的发展有了质的飞跃。目前，传统的老式变电站正在逐渐消失，取而代之的是综合的自动化变电站，不但降低了电力系统的运行成本，而且增加了电力系统的工作效率，提高了电能的质量，保证了电力系统运行的稳定性和安全性。这种网络化、智能化、信息化的发展趋势是电力系统未来发展的方向。但是在实际的生产工作中，还是会偶尔发生人为的误操作，导致事故的发生，威胁电力系统的运行安全。而五防系统的应用则有效地杜绝了这种事故的发生。随着综合化发展趋势的日益显现，目前监控系统和五防系统的有机结合实现了一体化的五防系统。
后，其数据基础就是实时监控时的数据库和图形环境，所要监控的就是变电站中一次设备的就地操作和远方操作，并能够实现对操作的五防闭锁。在这个过程中，一次设备中的就地操作要将相关操作内容向电脑钥匙进行传输，而电脑钥匙具备了强大的功能，将有效实现对其五防的闭锁；而一次设备中的远方操作也就是遥控操作是通过后台操作平台与五防模块进行实时数据交换与共享，从而有效实现闭锁功能。站控层的防误功能在变电站的防误中使用得最为频繁，因为站控层的防误可靠性高，而且覆盖的范围很广。其防误范围包括了变电站所有的断路器、接地刀闸、隔离开关、接地线以及网门等，对误防止操作极为有效。
间隔层的防误功能。变电站内以太网和间隔测控装置中的PLC 共同构成了间隔层的防误闭锁功能。这一层防误系统包括了间隔联锁和间隔内闭锁，其中间隔联锁所获取的信息包含了装置本地的信息和联锁装置的信息，通过实时查询来获取联锁信息，进行遥控闭锁防误；而间隔内闭锁则通过装置本地实时库就能够实现防误功能。间隔层的防误功能优势在于这一次防误系统能够进行在线闭锁，这个功能是根据电气设备位置的变化信息实现的。在以前，由于电气设备位置信息的返回不及时，很容易导致变电站调度端遥控操作电动刀闸和断路器后的误操作，而间隔层的防误闭锁功能就能够有效地防止了这一类的误操作，其在线实时操作性非常高。
现场单元电气闭锁层的防误功能。这一层的闭锁功能属于就地操作，通过连接二次电缆，将相关电气设备的位置状态进行转化，变成电气设备操作流程的依据，在这样的过程中实现闭锁防误的功能。可以看出，现场单元电气闭锁层是根据电气设备所在的位置及其状态来实现闭锁，所以操作起来非常简单，不但使用方便而且具有极强的实时性。这一层的闭锁范围包括了变电站全部的隔离刀闸，是变电站一体化五防系统的最后一道防线。但是现场单元电气闭锁层存在着一些不足，由于需要连接二次电缆，所以必须要进行大量的电缆敷设，加大了施工的工作量，而且其辅助接头的可靠性也有待加强，闭锁的稳定性也需要改善。
RURAL ELECTRIFICATION
1 一体化五防系统
传统的五防系统。传统的五防系统是微机五防系统，该系统是网络通信技术与计算机技术相结合后被运用在电力系统中，推进了变电站的自动化进程，常用在高压开关设备的防误操作中。微机五防系统的主要功能元件包括主机、机械编码锁、电脑钥匙、模拟屏以及电气编码锁等。通过机械编码锁和电气编码锁实现电气开关、地线、刀闸以及遮拦网门的闭锁。
一体化五防系统是在传统的微机五防系统基础上，取消了独立的五防主机，把监控系统与五防系统相结合，采用的是一体化设计，将变电站的日常管理与实时监控系统、五防一体化系统以及故障信息系统融为了一体，各个部分虽相对独立，但是共用着同样的图形界面和数据库，保证了信息的共享，又能满足单独配置的不同需求，使系统的功能更加灵活可变。
2 一体化五防系统防误功能的实现
一体化五防系统中包含了三级防误措施：第一级防误措施为站控层的防误，第二级防误措施为间隔层的防误，第三级防误措施为现场单元的电气闭锁层。由这三层防误措施的结合实现一体化五防系统的防误功能。
站控层的防误功能。当监控系统和五防系统相融合之
2015年第01期 总第332期35
农网智能化
Smart Grid
范科学有效的管理制度。
3 五防系统装置的优缺点
对于电压等级较高电网中闭锁程序而言，传统意义上的程序闭锁与机械式闭锁已不能满足其要求了，而电气闭锁则是一门新型的现场电气联锁技术，其达到闭锁的目的主要是依靠有关设备的辅助接头链接。作为一种最基本的闭锁形式，电气闭锁可行性高、可操作性强。但是，它要有很多二次电缆接入，且接线方式更为繁杂，在进行维护过程中难度较大，因此往往会发生电缆接触不良的状况，最终导致无法操作的情况出现。
微机五防系统接线容易，但是在使用微机五防系统时，要遵循以下程序：模拟预演微机防误装置后台计算机，待其符合操作规则要求之后才可进行下一程序。在电脑钥匙、防误主机以及编码锁的严格闭锁下，操作的整个过程强制性地有效确保了操作的准确性。
测控闭锁无需直接选用现场设备的辅助接头，然而需要接入很多二次电缆。因此，要充分运用变电站综合自动化技术，把防误闭锁逻辑输入到计算机，并编译好传到测控装置中，同时依靠设备状态的电气量与信号量实施防误闭锁判定，采用现场设备闭锁硬接头的方式做好闭锁工作，以顺利实现远方、就地、调度端闭锁的目标。此类闭锁手段由于不容易遭到外界因素的干扰，灵活度高、占地面积小、完整性高、可靠性强，因此可以说是当下最流行的闭锁装置。然而测控装置需要把很多二次电缆接入，同时其有着很高的自动化要求，接线手段较为繁杂。
但是，220 kV与110 kV变电站中除了会用到20 kV、35 kV以及10 kV等电压等级的设备，同时还用到了很多开关手车等新型电气设备。尽管在微机闭锁与测控闭锁内设定了与之相对应的电气装置与逻辑，但是此操作都是手动就地操作。所以说，开关手车等设备的操作在变电站当中不能实现闭锁。而开关手车内部都存在具有独立意义的机械闭锁，与此同时还加设了带电显示器与电气闭锁等电磁闭锁装置，进而健全了变电站的整个五防系统。
笔者认为变电站五防系统应做好以面几方面工作：强化改造现有设备，将更领先的设备应用到工程中，大力提升设备的可靠程度；实现解锁钥匙的一对一功能。如今解锁钥匙大多数为通用钥匙，虽然有比较严格的使用程序与
R U R A L E L E C T R I F I C A T I O N
制度保障，但还是会受到一些人为因素影响；充分运用电气闭锁、机械闭锁以及微机五防闭锁的优越性加以优化组合，以免五防系统中有漏洞产生；健全并发展新一代测控闭锁，健全电气闭锁+测控闭锁+机械闭锁模式；加大力度实施解锁钥匙管理的责任，强化监督与考核，健全并规
4 一体化五防系统在变电站中的应用
一体化五防系统的操作流程。传统的微机五防系统中经常出现的故障在一体化五防系统中已经不再出现了，而且监控系统中的通信故障也逐渐减少，可见一体化五防系统的优势。其操作的简单化、系统的稳定性和反应的灵敏性使一体化五防系统得到了广泛的运用。目前，变电站操作端的每一步都要经过站控层、间隔层以及现场单元电气闭锁层的五防规则校验，使变电站中的倒闸操作有了更高的安全保护。
对一体化五防系统的维护。为了保证系统运行的稳定性，必须对一体化五防系统进行定期的维护。在日常的维护中，要对系统的软件以及现场电脑的锁具和钥匙进行重点维护。此外，还要对系统中的数据进行维护。而在一体化五防系统中，由于监控系统和五防系统用的是同一个数据库和图形界面，所以对数据进行维护时，工作量得到了很大程度的减少，而且维护的操作也更加简单，这也是一体化五防系统的优势之一。还值得注意的是，以前变电站对五防系统进行维护时，由于系统存在的问题造成了维护分工的不明确，而在使用一体化五防系统之后，由于五防系统成为了监控系统下属的子系统，所以对锁具的维护和数据的维护工作可以有效分离，分别都能得到专门的维护，提高了一体化五防系统的可靠性和稳定性，进一步加强了这一系统的优势。
5 结束语
综上所述，随着经济的快速发展，人民生活生产中的用电量在不断地增加，促使电力企业加快电力系统智能化、网络化、信息化的实现。一体化五防系统在智能化变电站中的应用，使五防系统和监控系统得到了有效的结合，通过站控层、间隔层以及现场单元电气闭锁层实现了三级的闭锁防误功能，并杜绝了离线型和在线型设备的误操作，是一种全新的、混合型的五防系统，成为了变电站智能化、自动化的发展方向。
参考文献
[1] 智全中, 秦广召, 娄伟, 徐晓东. 五防系统在智能化变电
站中应用分析[J]. 电力系统保护与控制，2009(23)：108-111.
[2] 李永建. 浅谈变电站中的一体化在线五防系统[J]. 机电信
息，2013(33)：21-22.
[3] 牛文渝. 220 kV无人值班变电站操作五防实现方案的探讨
[J]. 科技资讯，2006(08)：21-32.
[4] 翟永成. 变电站自动化系统的在线式五防技术及其实现[J].
电子世界，2013(01)：57.
（责任编辑：贺大亮）
362015年第01期 总第332期