摘要：本文阐述了传统微机防误闭锁系统的基本原理和电力生产工作中的应用情况，分析比较了传统微机防误闭锁系统的不足，如设备实时闭锁信息缺失、操作任务单一和间隔解锁的效率问题，并根据相关技术要求，提出了新型微机防误闭锁系统并在变电站实施了相应的技术改造，以解决目前微机防误闭锁系统所存在的管理问题和安全隐患问题。
关键词：微机防误闭锁系统，压板防误管控平台，地线管控平台
随着“大数据、云计算、物联网、移动互联”等新技术快速发展，以“工业4.0”为代表的新一轮科技革命和产业变革正在深刻影响传统产业，不断推进现代信息通信技术、设备状态检测技术与传统运检业务深度融合，引领适应电网快速发展的运检管理和技术变革。在本次变电站技术改造工程中，采用模块化，分层分布式的新型微机防误闭锁系统替代了传统微机防误闭锁系统，旨在突破设备状态感知困局，实时管控站内设备状态，实现了倒闸操作的全过程监管，为积极推进公司“互联网+”战略打下了坚实基础。
1.传统微机防误闭锁系统类型
变电站传统微机防误闭锁系统是以防误主机为核心，辅以电脑钥匙和现场设备锁具如机械编码锁，电气编码锁来对监控机与现场一次设备，如户外高压断路器，隔离开关以及开关室内开关柜等进行解锁或闭锁操作。防误主机可实现操作票模拟和预演，并通过串口通信与监控机相连，实现一次设备的实时信息共享；电脑钥匙作为传输闭锁命令的关键部分，负责接收操作票，并执行控制与闭锁功能，保证了操作的程序化与规范化；机械编码锁主要用于设备网门、刀闸、开关柜门、机构箱门等设备的闭锁；电气编码锁是串联在分合闸电气操作回路中的常开接点，主要用于断路器和电动刀闸的闭锁。
2新型微机防误闭锁系统的设计应用
2.1 新型微机防误闭锁系统的基本原理
在本次变电站技术改造工程中所采用的新型微机防误闭锁系统是由防误主机、微机五防网络控制器、无线电脑钥匙、智能解锁钥匙管理机、压板防误管控装置、无线地线管理器及各种锁具和相关附件组成，构架了各种智能化功能模块和智能化锁具相结合的立体化系统，全方位覆盖了站内的一次设备，做到对倒闸操作的全过程监督和控制。
该系统组成结构如图1所示，由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络安全设备组成。站控层包括监控系统和微机防误系统主机，防误主机能够支持多种自动化监控系统接口，并能在监控操作及就地操作等方式下实现对一次设备闭锁状态的实时监测及控制。间隔层主要由无线电脑钥匙，网络适配器，地线管理系统，智能钥匙管理机，智能压板防误系统组成，实现对系统各设备的操作与管理。过程层则包括各种防误锁具和非防误锁具，保证了设备闭锁的全站化。
图1 新型微机防误闭锁系统结构图
2.2新型微机防误闭锁系统的功能介绍
新型微机防误闭锁系统采用模块化分层分布式技术，通过对各个智能化功能模块的操作控制，实现站内设备实时闭锁状态的共享和统计。微机防误主机除了模拟预演操作外，还配置了操作票专家系统和数据库管家系统，允许维护人员在其权限允许范围内对相关数据库和文件进行扩充和修改。无线电脑钥匙通过与防误主机的无线接口相连，既可直接主站传票也可利用无线传票，从而使防误主机上的状态与现场设备状态一致，实现自动对位。
根据目前微机防误闭锁系统的相关技术要求，该系统已经能实现防误逻辑自动检查及站间联络线自动闭锁，并能在不停电情况下实现压板状态的实时采集和集中管控，完善了不同种类高压开关柜以及接地线的闭锁机制，杜绝了防误盲点。另外整个系统能在辅助软件的帮助下实现设备编码采集、闭锁编码测试、系统图形维护等功能，具有抗干扰、快捷灵活、安装维护方便的优点。
3新型微机防误闭锁系统的功能模块
3.1实时五防全在线功能
新型防误系统结合了传统离线式防误系统和在线式防误系统的优点，通过无线基站与电脑钥匙底座构架了无线和有线两种通讯网络，为运行人员提供了更加方便灵活的操作方式。无线电脑钥匙能够通过无线接口把每一步操作信息和锁具的开闭锁情况直接上传至防误主机，保证了系统状态的实时刷新对位和操作全过程的实时跟踪。
无线电脑钥匙不仅是移动操作终端，而且在符合五防逻辑条件下能实现多个电脑钥匙并行工作，大大提高工作效率。防误主机也能实时跟踪显示每个任务的执行情况，当现场设备发生误动或运行方式变化时，防误主机实时进行逻辑判断，并通过电脑钥匙发出声光报警和语音报警提示操作和监护人员，从而保障了人身、设备、电网的安全性。
3.2 智能钥匙管控平台
当微机防误装置发生故障或倒闸操作过程中遇到需要解锁操作时，运行人员经许可后可使用解锁钥匙进行操作。但对于解锁钥匙的管理，仍采取信封封存的办法，这不仅增加了运行人员的工作量，也无法科学地统计解锁操作的问题缘由。智能解锁钥匙管理机如图2所示，除了可管理电解锁钥匙、机械解锁钥匙、跳步钥匙外，还增加了智能解锁和紧急解锁功能。智能解锁钥匙只能对特定设备进行一对一解锁，保证了解锁目标的唯一性。而紧急解锁钥匙在智能解锁无法操作的情况下才能使用，两级解锁方式相辅相成，有效防止操作人员解锁操作误入间隔等问题。
此外，智能钥匙管理机内保存有完整的解锁记录，包括解锁时间，解锁全过程操作记录等详细信息。其中解锁记录数据可完整保存10年以上，防误主机可以随时调取查看这些数据，并经专业软件工具整理分析后为变电站防误锁具的维护管理提供了详细的信息依据。
图2 智能钥匙管理平台外形图
3.3压板防误管控平台
压板防误管控平台是由压板状态传感器，压板状态采集器和压板控制器这三部分组成。其结构如图3所示，压板状态传感器包括传感器模块和感应附件，通过传感器的磁敏特性，将压板状态的变化量转换为开关量输出，再由压板状态采集器采集全站压板信息后，经压板控制器发送给压板管理主机，从而对全站压板进行集中管理和实时监视。
图3 压板防误管控平台原理图
新型微机防误系统设计了两种不同形状的压板状态传感器，用以解决连片式压板和线簧式压板的状态采集。对于连片式压板，压板传感器的感应附件卡装在连片式压板的可操作把手上，传感器模块卡装在压板的基座上，使用线槽隐藏电缆走线。对于线簧式压板，压板传感器则依靠压板底座进行定位，采用粘贴的方式完成，感应附件替换原有的透明标签盖，同样使用线槽隐藏电缆走线。
压板状态采集器不仅能采集压板状态的开关量输出，还能与无线电脑钥匙进行实时信息交互，根据电脑钥匙中的操作步骤按序点亮对应压板状态传感器的指示灯，提醒运行人员进行操作。当压板位置状态异常时，压板状态采集器会发出声光报警，并将压板异常信息发送给压板管理主机，有效降低了运行人员误投，漏投压板的可能性。
3.4地线管控平台
地线管控平台主要由地线管理主机和各个检测闭锁机构组成，地线主机实时管理检测各地线的闭锁机构，并经通信网络通道执行防误主机对地线解闭锁命令。因此地线管控平台不但解决了目前接地线无法识别管理的问题，还能通过通信网络将接地线实时闭锁状态显示在防误主机的界面上，保障了电力生产的安全可靠性。
检测闭锁机构主要用于识别检测地线，从而实现对地线的解锁或闭锁。每根接地线的地线头上均装有特有的识别码片，当地线头挂到检测机构所设定的卡位上时，检测闭锁机构上的无线识别电路将识别到接地线的码值，从而检测出地线的编号和状态并能按防误主机的指令迅速正确地闭锁地线。
4 结论
本次技术改造工程中的新型微机防误闭锁系统采用模块化，分层分布式技术，并结合了有线和无线网络的通信技术，辅以各种智能化功能模块和智能化锁具。该立体化系统全方位地覆盖了站内的一次设备，解决了传统防误系统中设备实时闭锁信息缺失、操作任务单一和间隔操作解锁效率低等缺点，实现了独立五防体系向一体化五防体系的转变。
参考文献：
[1] 潘胜. 微机五防系统在东莞供电局变电站的应用及探索[D]. 广东：华南理工大学，2010. 1-63.
[2] 刘雪飞，刘国亮. 关于变电站五防闭锁装置的探讨[J].电力系统保护与控制，2008，36（9）：77-79.
[3] 谢若峰. 220kV变电站微机“五防”装置现存问题及改进措施[J]. 广东电力，2012，25（3）：114-120.
论文作者:王旭东
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：压板论文; 微机论文; 系统论文; 操作论文; 解锁论文; 钥匙论文; 状态论文; 《电力设备》2019年第4期论文;