基于微机五防系统的应用分析

【摘 要】微机五防系统在变电站内获得了广泛的应用，有效地预防了大量误操作情况的发生，有力地保障了电力系统的安全运行。本文通过对变电站微机五防系统的应用分析，指出了其特点和运行维护注意点，对变电站的设计和运行维护有一定的指导意义。

【关键词】变电站；五防；一体化

1 引言

带负荷拉、合刀闸；误入带电间隔；误分、合断路器；带电挂接地线和带地线合刀闸是变电站最经常发生的五种恶性事件。这五种恶性事件一旦发生就可能造成人员伤亡、设备损坏和大面积停电，甚至引起电网的振荡和瓦解等。

五防就是为防止以上五种恶性事件的发生而采取的预防措施。

目前微机五防系统对预防操作人员误操作，减少人员伤亡和设备损坏等情况的发生起到了不可替代的作用。

2 微机五防系统

微机五防系统通常由计算机、电脑钥匙和编码锁等功能元件组成，如图1所示。

图1 微机五防系统示意图

计算机也称防误主机，是微机五防系统的核心设备，用来存储五防数据，包括一次主接线图、数据库和操作规则等。预演时进行规则校核，只有满足五防规则才能生成操作票，并将操作票传到电脑钥匙。

电脑钥匙从防误主机接收操作票，在操作过程中起到开锁和闭锁的作用，同时完成虚遥信状态位置的采集并回传到防误主机，防误主机一次主接线图上的各元件（没有具体遥信量的元件）的状态将被更新与现场对位。

编码锁包括机械编码锁和电气编码锁等两种，其中机械编码锁又分为固定锁和挂锁。变电站内断路器、刀闸、地线（或地刀）、遮拦网门（开关柜柜门、容抗器网门等）四类设备需要通过编码锁具来实现闭锁。当电脑钥匙打开相应的编码锁时，被锁住的设备才能正确操作。

目前微机五防系统分为独立微机五防系统和一体化微机五防系统两种。二者所用电脑钥匙和编码锁具可以是相同的，区别在防误主机。

3 独立防误主机

独立防误主机在变电站内与后台监控主机是相对独立的，其数据库、规则库和一次主接线图等都是独立的，需要独自制作。优点是数据库小，一次主接线图画得简单，一个地区的变电站可以采用同一公司的微机五防系统，做到风格统一，符合运行维护习惯。突出的缺点是与后台监控主机存在重复工作量。

图2 独立微机五防系统与监控系统信息共享图

独立防误主机不能够直接与测控装置通讯，也就不能直接获得断路器、刀闸等设备的位置信号，需要监控主机或通讯控制器把位置遥信量转发给它，如图二所示。同时，独立防误主机需要给监控主机或通讯控制器转发虚遥信。否则，监控主机或通讯控制器收不到独立防误主机发来的虚遥信就会判断通讯中断，进行告警。

防误主机从通讯控制器获得位置遥信一般是通过串口通讯方式实现的。一方面，串口容易损坏，造成通讯可靠性低；另一方面，通讯控制器不支持实时在线更改，一旦五防转发信息更改就需要重新下装配置并且重新启动才能生效，既会干扰与调度的正常通讯，又增加了出错的风险。因此，不推荐防误主机从通讯控制器获得位置遥信。

防误主机从监控主机获得位置遥信一般是通过串口通讯方式或以太网通讯方式实现的。这两种通讯方式都比前述方式可靠，既避免了对远动通讯的干扰，又支持实时在线更改。因为串口通讯方式和以太网通讯方式只是物理接口不同，实现的功能和效果是相同的，并且串口比以太网口容易损坏，所以推荐采用以太网通讯方式，避免采用串口通讯方式。

采用独立防误主机，一方面，增加了监控主机或通讯控制器为防误主机转发数据的工作量；另一方面，在实际运行使用过程中发现可靠性不高，而且系统中的故障往往牵扯到监控系统和五防系统两个公司之间的配合，比较麻烦。

4 一体化防误主机

一体化防误主机兼具后台监控主机和防误主机的功能，即将防误主机的五防功能集成到监控主机内，如图3所示，不再单独配置防误主机，从而降低了成本。

图3 一体化微机五防系统图

更重要的是微机防误操作系统和监控系统实现了信息共享，做到了数据库和一次主接线图的统一（推荐监控图和五防图分层制作，监控一次主接线图处于第一层画面和独立监控主机一样；五防一次主接线图处于第二层画面，只需要在第一层画面的基础上增加柜门、网门、地线等五防信息即可，平时显示第一层监控主接线图，使用五防功能时第一层和第二层画面同时显示）， 简化了防误系统和监控系统的结构而不影响各自的功能。如此，既节省了制作数据库和主接线图的重复工作量，又实现了数据库和一次主接线图的实时更新，大大提高了五防系统运行的可靠性。

一体化防误主机由单一公司提供服务，避免了监控系统和五防系统两个公司之间的配合，使得变电站新建、扩建和改造维护更加顺利方便，极大地提高了工作质量和效率。

5 技术展望

随着视频监控技术的发展，变电站视频监控日渐成为遥信、遥测、遥脉、遥控、遥调之后的第六遥――遥视。

一旦一体化微机五防系统与视频监控系统实现有效融合，变电站的一次设备实现了遥视，非接地刀闸和接地刀闸的操作就不需要运行人员就地观察、操作，直接进行可靠遥控。既能大大减轻运行人员的工作量，又能提高操作的安全性。

6 结论

一体化微机五防系统与独立微机五防系统相比优势非常明显：有效提高了系统的稳定性，明显提高了工作效率，并且降低了建设运行维护成本等。目前，一体化微机五防系统已经在广东省和其他一些地区获得了广泛的应用，体现了上述优势。

一体化微机五防系统逐步取代目前最广泛使用的独立微机五防系统已经成为必然趋势。

参考文献：

[2]广东电网公司.广东电网变电站自动化五防子系统功能规范.广州.2006.