将乐电工培训学校,数字化变电站防误闭锁关键问题探讨

1概述

随着智能化开关、光电式电流电压互感器、一次设备在线状态检测等技术日趋成熟，以及计算机高速以太网在实时系统中的开发应用，势必对现有的变电站自动化技术造成深远的影响，全数字化的变电站自动化系统已进入实质性的工程试用阶段。微机防误闭锁技术作为变电站自动化系统的一个重要分支，多年来一直在防止误操作事故方面起着其它系统不可替代的作用，防误操作设备制造技术逐步成熟，防误操作理论逐步完善，防误产品已从较初的简单“五防”装置发展为综合防误操作系统，成为了保障电力安全生产的重要技术措施之一。

数字化变电站中，随着智能化一次设备的不断应用，手动操作设备逐步减少，使得整个变电站自动化程度得到进一步提高。以数字化继电保护装置、测量控制装置等为代表的网络化二次设备开始广泛应用，设备之间的连接全部通过高速的网络通信，二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口和二次回路，通过网络真正实现数据共享、资源共享，常规的功能装置在这里变成了逻辑的功能模块。技术的发展是无止境的，随着数字化变电站新技术的不断推广和应用，变电站微机防误闭锁技术必将随着新技术、新要求的发展而发展，但不管如何发展，微机防误闭锁技术在变电站安全运行中要起到的防止误操作发生的作用是不变的，甚至随着社会对生命关爱程度和对设备生产效能要求的提高，该技术应将起到更加重要的作用。

无论数字化变电站防误闭锁技术如何发展，但其目的是能够更有效地防止误操作事故的发生。目前有不少有关对数字化变电站防误问题的探讨，观点各有不同，本文也就数字化变电防误闭锁技术的几个关键问题和实现思路作进一步的分析和探讨。

2数字化变电站防误闭锁的几个关键问题

　防误闭锁的全面性

数字化变电站防误闭锁的关键点之一是要实现防误闭锁的全面性，主要体现在以下几个方面：首先，防误闭锁需要覆盖变电站运行、操作、检修等各个环节，不会因为某个环节防误功能的缺失而对整个防误操作产生影响；其次，防误闭锁需要覆盖所有手动和电动设备，不能因为某种设备类型少或闭锁困难就忽略对某些设备的闭锁措施，包括断路器、隔离开关等一次设备和可能产生误操作的临时接地线、网（柜）门等；另外，电气设备操作不管是在远方、站控层、间隔层还是在设备级层上进行操作控制，不管是对单独设备进行操作还是程序化操作，都应具有防误闭锁措施。数字化变电站中如果闭锁不全面，将不可避免地会留下误操作的隐患。

　防误闭锁的强制性

什么是强制闭锁，国家电网公司《防止电气误操作安全管理规定》中给出的明确定义是：在设备的电动操作控制回路中串联以闭锁回路控制的接点和锁具，在设备的手动操控部件上加装受闭锁回路控制的锁具。其要点有两个方面，一是高压设备的电控回路串接闭锁接点，手动部件装设锁具，二是闭锁接点或锁具由闭锁回路控制。因此，不论闭锁需要的回路如何实现，其技术基础是闭锁接点与闭锁锁具。

在数字化变电站中，保护、测控装置等二次设备不再出现常规功能装置重复的I/O现场接口和二次回路，它直接通过光纤通道和智能操作单元以及合并器相连，也就是说电动和手动操作的控制回路已经下放到了过程层的智能操作单元或者直接放到了智能一次设备内部。针对这种变化，如何在控制回路中串接闭锁节点和在操控部件上加装闭锁锁具以实现强制性闭锁功能，将成为一个新问题。

虽然在数字化变电站中，强制闭锁的实现遇到了新的问题，但这一要求是必须且不可回避的，完全依靠监控系统的逻辑闭锁软件来实现全站的远方、就地操作防误闭锁功能，存在操作隐患，不能完全解决因监控主机、测控单元的软、硬件发生故障或运行人员操作不当时造成的电气设备误动问题。满足不了强制性的要求。

防误闭锁系统的独立性和与其它系统的信息共享问题

要保证数字化变电站中防误闭锁的全面性和强制性，就要使防误闭锁系统本身具有一定的独立性，在自动化系统瘫痪，系统不能进行遥控操作时，不能影响就地手动操作防误闭锁功能的应用。防误闭锁系统本身的独立性和数字化变电站中强调的设备信息共享原则是不矛盾的，由于数字化变电站各设备及系统之间数据交互采用统一的IEC61850标准，强调互联与互操作性，所以防误闭锁装置和自动化装置之间数据交互不像传统变电站那样，缺乏统一通讯标准，互联困难的问题已经不复存在，在数字化变电站中是完全可以做到保持防误闭锁装置独立性基础上的信息统一和共享的。

3如何解决数字化变电站防误闭锁中关键问题

如何解决数字化变电站防误闭锁应用中的以上几个关键问题，各防误系统及变电站自动设备制造厂家还未形成统一、规范性的解决方案，本文在实际应用需求、研制及工程应用经验基础上提出以下解决思路。

在数字化变电站实现防误闭锁的全面性，主要困难是二次设备网络化后，在站控层和间隔层进行的程序化操作带来的防误闭锁实现困难，以及过程层智能开关对外接口的变化（只有光纤通信接口），造成常规的遥控闭锁继电器无法接入的问题。解决的办法是在站控层、间隔层和过程层分别设置防误闭锁设备（如下图所示）。

站控层和间隔层的遥控操作和程序化操作，必须经过站控层防误主机或间隔层防误闭锁服务器逻辑闭锁判断，唯一操作权判断，实时逻辑判断后，解锁相应闭锁设备，然后才能进行相应的设备操作。

为防止过程层网络GOOSE报文错误或监控系统未经防误系统解锁直接操作智能电动开关设备而可能导致的误操作，在过程层上设置支持GOOSE服务的智能闭锁单元，实现防误闭锁的强制性要求，智能闭锁单元通过将常开接点串接于一次设备遥控跳合闸回路实现强制闭锁，智能闭锁单元只有在接收到五防服务器的允许解锁GOOSE消息，才驱动常开接点闭合，解锁相关设备。智能闭锁单元也支持就地操作时使用电脑钥匙对其进行解闭锁操作。

另外对临时接地线、网（柜）门等不能进行电动操作的设备，加装机械锁具，通过电脑钥匙对其进行解闭锁操作。

4总结

通过对数字化变电站中防误闭锁关键问题的分析可以看出，防误操作闭锁的强制性与全面性原则是不会因新应用技术的变化而变化的，变电站如果要真正做到有效防止误操作事故的发生，防误操作闭锁的全面性和强制性将始终是变电站防误的关键性问题，如果这两点做不到，数字化变电站将不可避免地存在误操作的隐患。

文章中提到的数字化变电站防误闭锁解决方案既解决了数字化变电站的任一地点、任一方式、任一设备的全面性操作防误问题，又通过防误系统在各层上保持独立性，实现了操作防误的强制闭锁功能，是一套完善的数字化变电站防误闭锁解决方案，能够有效地解决数字化变电站的全面性强制闭锁问题。

(整理：电工培训学校)