摘要：在对现有防误闭锁装置结构原理机优缺点进行分析的基础上，确定一种网络型防误闭锁系统的闭锁方式，以满足变电站的自动化发展需要。在此基础上阐述了网络型防误装置的工作原理和结构组成，并完成了网络型防误闭锁装置的设计。
关键词：网络型防误闭锁装置；设计；变电站
引言
由于变电站对自动化设备的要求越来越高，变电站输、配电设备中各种配套设备运行的自动化水平和可靠性水平也越来越高，由设备本身在运行过程中导致故障情况的发生率也越来越少，而人为防误闭锁导致事故的事件却逐渐增多。在这种状况下，电力系统对防误闭锁装置有了更多更高的要求。目前，应用于变电站的防误装置仍是传统老式的防误装置，自动化程度低，难以满足不断发展的变电站智能电力系统的需求。因此，本文结合现代比较先进的网络技术，介绍一种网络型远程控制的防误系统，以适应变电站自动化的发展要求。
1 现有防误闭锁装置分析
变电站系统中的电气防误闭锁是导致变电站出现故障的常见引发因素之一，由电气防误闭锁导致电力设备毁坏等变电站故障造成的大范围区域停电，影响电力系统的安全正常运行，带来较大的经济影响。因此，国家出台了相关的管理规定，其中明确要求：对于可能出现防误闭锁的高压电气设备，应提前考虑设置防误闭锁装置。防误闭锁系装置是变电站中用于防止电气设备出现防误闭锁时引起不良事故的一种有效技术措施。
1.1 机械程序锁方式
机械程序锁是通过机械锁具作用于开关、刀闸等配电电器的手柄上，进而对其进行机械定位来完成闭锁的一种方式。该闭锁方式主要应用在接线和原理相对简单的变电站设备中，操作和流程容易实现。因此，在接线比较复杂的变电站电力系统中难以适用，且对电动开关、刀闸等自动化程度高的电气设备难以作用，可靠性较低。
1.2 机械联锁方式
机械联锁方式主要应用场合是电力系统中电压低于 35 kV 的开关柜、手车柜等设备的防闭锁作用中。机械联锁式闭锁装置能够识别出断路器、刀闸和网门的开闭状态。在发生防误闭锁时，能够自行识别完成闭锁，防止防误闭锁引来的一系列其他事故发生。与机械程序锁相比，该机械联锁式闭锁装置能够满足正、反向的闭锁要求，且故障率低，维修容易，操作简单，应用效果较好。但该机械联锁方式也存在一些缺点：连杆机构在传动过程中容易受到距离、空间的限制，因此，同机械程序锁一样，只能应用在接线较为简单的变电站电力系统中，难以满足横向方面的闭锁要求，在双母线带旁路等较为复杂的接线方式的电力系统中无法应用，同时对电动元件也无法适用。
1.3 电磁闭锁方式
电磁闭锁的作用原理主要是通过辅助回路把断路器、刀闸、开关柜等辅助接点与电磁锁电源连接和设备本身的回路相联系，然后通过控制电磁锁的电源通断，进而控制电磁锁的锁栓对刀闸、网门等电气设备的操作机构进行机械定位控制，使其操作机构不动作，使得设备相互闭锁。该种闭锁方式原理简单易实现、操作容易、结构组成简单。缺点是：增加了二次电路，接线方式复杂，使得变电站的电力系统变得更加复杂，造成安装、维护不容易。
1.4 微机防误闭锁方式
微机型防误闭锁系统是将计算机与网络技术结合运用到防误闭锁装置中，通过软件程序技术代替传统的机械或辅助回路电路控制，将闭锁功能程序化，利用程序控制锁具及现场锁具来完成设备间的闭锁功能。该闭锁方式可提高闭锁装置的自动化程度，改变传统落后的控制方式，实现防误闭锁装置的数字化，使得防误控制功能集成化。微机防误闭锁系统使得防误闭锁装置进入到了数字化的控制模式，能够更好地满足各种类型的接线方式及横向连接设备间的联锁要求，但也有一些缺点：一是无实时对位功能。对于一些特殊的无法闭锁的操作情况，该装置的电脑钥匙不能准确地获取其变位情况。二是仍以传统的“钥匙 + 锁”模式为基础，难以满足变电站不断快速向前发展的自动化水平要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，结合当前变电站逐渐向高自动化的发展要求，研制出一种更适用于变电站电力系统的防误闭锁装置网络型防误闭锁装置，使得防误闭锁装置能够进行远程、实时及智能化控制的更自动化的操作水平。
2 网络型防误闭锁装置原理及结构
变电站系统中电气设备的控制方式通常是不一样的，为了能够满足变电站的各种需求，网络型防误装置设计了两种不同的闭锁方式，主要是针对电动操作的电气设备和针对手动操作的电气设备。对于有电动控制的设备主要是早其分合闸回路中串入现场控制器，其通断受控制器的控制，而手动设备主要是串入电磁锁。网络型防误装置的结构组成一般有：闭锁接点、现场控制器、通信网络、网络接口设备以及防误主机等。每部分结构都要发挥其作用，通过每部分结构的结合从而实现高效、有序。
3 网络型防误闭锁装置的设计
3.1 闭锁接点的设计
闭锁接点主要是实现对设备操作机构的状态进行检测，为防误控制系统提供准确的设备状态信息，以供系统进行逻辑判断进而发出正确的执行指令，指导闭锁操作。该种闭锁方式闭锁接点的主要组成部分包括：I/O扩展芯片、固态继电器、信号指示灯以及霍尔接近开关。
3.2 现场控制器的设计
回路电路中一般一个间隔中串入一个现场控制器，是为了控制间隔所有设备闭锁接点的通断。各间隔中的现场控制器通过 CAN 总线与控制主机连接，由防误主机通过对电气设备的状态进行判断后发出指令，指令传递到现场控制器，控制器控制闭锁接点的通断完成闭锁。这种控制方式的应用实现了间隔与间隔之间信息互相传递的透明性。
3.3 CAN- 232 网络接口卡的设计
CAN- 232 接口卡主要是用来将计算机串口通讯到 CAN 总线网络的帧格式转换。主要功能包括：第一，对 CAN 网络上的所有信息帧进行监听，并将信息解析出来，转换成 RS232 电平发送到上位机。第二，接收上位机下发的操作任务等信息，将其转换成 CAN总线的信息格式，然后转发到 CAN网络上。
结束语
变电站的防误闭锁事故通常会导致设备故障，进而引起大范围区域的停电，因此防防误闭锁成为了目前电力系统安全运行工作迫切需要解决的问题。本文根据防误闭锁装置的现状以及存在的各种不足，结合当前变电站逐渐向高自动化的发展要求，研制出一种更适用于变电站电力系统用的防误闭锁装置—网络型防误闭锁装置，使得防误闭锁装置能够进行远程、实时及智能化控制的自动化的操作水平，保障电力系统更加安全可靠运行，减少事故发生。
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论文作者:王立振,杨柳柳,苏旭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/17
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