新一代智能变电站五防系统优化研究郭栋艳

新一代智能变电站五防系统优化研究郭栋艳

郭栋艳

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摘要：“五防”是指：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）；防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）；防止误入带电间隔。“五防”防误闭锁系统是变电站确保设备和人身安全、防止人为误操作、保证供电系统稳定运行的重要技术措施。在新一代智能变电站的运行中，将五防系统引入，从而使智能变电站的稳定安全运行，得到更好的保障。

关键字：五防；智能变电站；优化措施

一、变电站“五防”系统

1、“五防”的含义

所谓的“五防”是指防止电力系统刀闸操作中经常发生的五种恶性误操作事故：（1）防止误分合断路器；（操作指令和操作对象必须对应才能执行操作）

（2）防止带负荷拉刀闸；（开关在合闸状态下不能操作刀闸）

（3）防止带电合地刀或挂接地线；（只有开关在分闸状态才能合地刀/挂接地线）

（4）防止带地刀或挂接地线合断路器/刀闸；（只有当地刀在分闸位置或接地线已拆除后，才能合刀闸，才能操作断路器）

（5）防止误入带电间隔；（只有间隔不带电，才能开门进入间隔室）

2、“五防”的分类

现在站内常用的五防系统有模拟屏型和微机型。

模拟屏型以变电站的一次模拟屏为核心。在模拟屏工控机内预存了所有设备的刀闸操作程序，操作时将模拟预演正确的操作程序传输给电脑钥匙，从而对电气设备进行对应操作。随着微机保护的发展，模拟屏已经用的越来越少。

微机型在微机上安装五防系统，通过五防机与监控后台机通信进行数据交换，操作时在五防机上模拟预演，并传输操作票给后台机和电脑钥匙。监控系统遥控操作时根据操作票只对允许的对象进行操作，其他对象被五防闭锁。

微机五防系统智能化程度高，功能齐全、操作简单，适用于主接线复杂的变电站。微机五防系统的实现方案有很多，通常可分为一体化监控五防系统、专用五防系统。

一体化监控五防系统：在监控系统内设置“五防工作站”。将五防系统与监控系统一体化配置。远方操作时，通过“五防工作站”实现全站防误闭锁功能，就地操作时有电脑钥匙和锁具来实现。再设控设备的操作回路中串接本间隔闭锁回路。

专用五防系统：配置独立于监控系统的专用微机五防系统。两者通过实时通信交换信息。远方操作时，通过专用五防系统实现传站防误闭锁功能，就地操作时由电脑钥匙和锁具来实现。但专用五防系统与监控系统应该共享采集的各种实时数据，不应独立采集信息。

3、“五防”的操作过程

五防系统由五防专家系统、电脑钥匙、和锁具等几大部分组成。在五防系统中，已经输入了变电站一次主接线图和每一个设备的操作规则，并与监控系统实时通信。

正常运行时，监控定时向五防系统传送现场设备的实际状态（开关、刀闸的状态等）。当运行人员需要进行操作时，首先在五防系统上进行模拟（也就是开操作票），并将操作票下传到电脑钥匙。

实际操作时，当运行人员对任何一个设备进行遥控操作，监控系统向五防系统发遥控命令。五防系统根据预先编写好的操作票判断：如果操作步骤与操作票步骤一致，五防系统向

监控系统发遥控运行命令，允许操作，并通过电脑钥匙回传设备状态；如果操作步骤与操作票不一致，五防系统向监控系统发遥控禁止命令，拒绝操作。这样就起到了防误的目的。

若操作员工作站故障或监控网络同心异常，运行人员可将下载有正确操作票的电脑钥匙拿到现场，对开关、刀闸、地刀、网门等进行操作。

二、新一代智能变电站五防系统的优化措施

1、程序锁

在新一代智能变电站五防系统优化中，程序锁是一个重要的部分，在实际应用中，一般是在户外智能变电站中，对五防系统的程序锁加以配置。对户外智能变电站的运行加以约束，从而使其运行安全性得到更好的保障。在对程序锁的优化当中，将原有的距离限制打破，使用钥匙，能够对智能变电站五防操作直接完成。在程序锁当中，具有很强的连续性，在第一把程序锁，达到执行状态之后，在开始到结束的整个阶段，程序锁都会保持运行，不会有中断的发生。所以，在新一代智能变电站中，对于五防系统的安全性和可靠性，都能够进行提升。

在程序锁的优化中，智能变电站的运行，能够得到程序化闭锁防误的规范和控制。所以，在优化程序锁的过程当中，对于各项操作的严谨性、规范性，都要严格确保，避免出现程序紊乱问题。另外，对于程序锁的构建，必须保证完成，并且将新一代智能变电站实际需求作为基础。

2、紧急闭锁

在新一代智能变电站五防系统的优化当中，紧急闭锁防误，主要讲紧急闭锁作为主要功能。紧急闭锁在五防系统中可以起到补充作用，也是五防系统优化当中，一个重点的部分。智能变电站五防保护系统在运行中出现问题时，紧急闭锁会在紧急情况下提供开锁指令，将智能变电站的故障信息移除。在紧急闭锁优化过程中，根据智能变电站电气机构图纸，掌握开关触点位置，使智能变电站实际运行过程中，刀闸开关能够快速分合。紧急闭锁具有一定的特殊性，新一代智能变电站五防系统优化中，应注意紧急闭锁的合理操作，确保在实际应用中，能够对紧急闭锁防误功能充分发挥。

3、电气防误闭锁

在新一代智能变电站中，电气防误锁是最基本的五防保护技术之一，专门用于实现变电站的安全保护和逻辑控制。在电气防误锁优化中，规划运行目标，主要连接新一代智能变电站设备的辅助触点，加强电气防误锁优化过程，实现智能变电站的可靠性。直接参与智能变电站五防系统的运行。在电气防误闭锁的应用下，保护方案更为完整优化，在新一代智能变电站当中，发挥了更好的作用。但是，电气防误闭锁优化也存在一些不足，如设计了十分复杂的闭锁回路，设置了过多的连接线。所以，有必要对电气防误闭锁在智能变电站中的应用，进行不断的优化和改进。

4、机械防误闭锁

在新一代智能变电站室内安全保护中，对于机械防误闭锁的应用，主要核心选取机械防误闭锁。在机械防误闭锁优化设计中，将金属密闭开关和手车开关有机地结合在一起。五防保护系统在智能变电站的应用，是通过保证机械防误闭锁的接头特性来实现的。根据智能变电站的机械结构和相关五防保护系统作用下的安全保护，可以对智能变电站的运行部分进行联合保护，优化机械防误闭锁。优化后的机械防误闭锁结构简单，可在智能变电站中快速实现闭锁。基本上不涉及辅助设备的类型。智能变电站的机械防误闭锁也可防止污染和扬尘。即使环境污染严重，机械防误闭锁也可以为智能变电站提供安全保护的条件。我们必须注意安装的控制环节的优化机械防误闭锁，主要是因为机械防误闭锁的安装复杂和容易机制不匹配的情况和卡机的情况，所以我们应该控制安装过程，防止误分合和不匹配的操作。突破机械防误闭锁的功能局限，优化机械防误闭锁在智能变电站中的有效应用。

三、结论

智能变电站是当前电力系统发展中的重要部分，其运行状态将直接影响供配电效率，进而影响电力事业发展。对此，充分重视五防系统的作用，在新一代智能变电站中，对五防系统加以优化，使其能够为智能变电站的运行，提供更好的保障，确保变电站的安全稳定运行。

参考文献：

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