浅析变电站“五防”系统的实现方式

王健

摘要：本文阐述了变电站“五防”系统的三种基本实现方式，并分析了各种实现方式的优劣。针对目前智能变电站“五防”系统实现方式存在的缺陷，提出了一种新的“五防”系统实现方式，即基于测控装置的分散式“五防”。

关键词：“五防”系统；实现方式；分散式“五防”

中图分类号：TM76 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2018）004-0-01

一、引言

安全生产一直是电力行业的第一目标。倒闸操作的正确执行是变电运维专业人员的安全生产的重要环节之一。倒闸操作过程中的误操作可能造成大面积停电、设备损坏、人身事故甚至电网的大面积解列等严重后果。变电站的“五防”系统是防止电气误操作的重要技术措施。利用“五防”系统对倒闸操作票进行审核，可以有效地避免误操作的发生，保证电网的安全稳定运行。

二、“五防”系统的实现方式

1.“五防”概述

为了避免倒闸操作发生误操作，国家电网公司在1990年提出了电气设备的“五防”要求，并以规定的形式明确了电气防误的管理、运行、设计及使用原则等。电气“五防”主要是指：

（1）防止误分、合断路器；

（2）防止带负荷分、合隔离开关；

（3）防止带电挂（合）接地线（接地开关）；

（4）防止带地线送电；

（5）防止误入带电间隔。

2.“五防”系统的实现方式

在目前广泛使用的“五防”系统中，其实现方式主要有三种，即：机械闭锁、电气联锁和微机防误闭锁。

（1）机械闭锁

机械闭锁是指机械结构到达预定目的一种闭锁。机械闭锁可以实现一电气设备操作后另一电气设备就不能操作。机械闭锁在防止误操作时不需电脑钥匙等辅助设施，也不需要采集设备位置。在目前智能变电站中，母线侧的隔离开关及母线侧的接地开关设置为三工位刀闸是一种典型的机械闭锁，母线侧的隔离开关与母线侧的接地开关在同一时间只能合上一个。

机械闭锁虽然具有闭锁直观、不易损坏的优点，但是机械闭锁只能完成开关柜内部及部分刀闸地刀之间的闭锁关系，无法实现与其他间隔的电气闭锁关系，应用场合较为有限。

（2）电气闭锁

电气闭锁是指通过电磁线圈的电磁机构动作，来实现解锁操作。例如10kV开关柜线路侧带电显示器与接地刀闸之间的闭锁关系是典型的电气闭锁。10kV高压开关柜的接地刀闸操作需要打开操作孔，再使用操作手把闭合接地刀闸。当带电显示器显示有电时，电磁锁闭合，无法打开操作孔，即无法闭合接地刀闸，实现了防止带电合接地开关的闭锁关系。

电气闭锁具有操作方便等优点。在实际应用中，电磁锁在户外易受潮锈蚀、辅助触点易产生接触不良等因素是影响其正常运行的重要因素。

（3）微机防误闭锁装置

微机防误闭锁系统由微型计算机、模拟操作及显示屏、现场信息采集及通信系统装置、电脑钥匙、电子闭锁装置、智能专家系统软件六大部分，以及电源、打印机、键盘、鼠标等辅助设备组成。其原理是将站内所有一次元件（断路器、隔离开关、接地刀闸、网门、接地桩）的允许操作方式录入专家系统规则库中。微机防误闭锁系统可以通过站内测控单元上传及虚位对点等方式确定站内一次元件的位置。倒闸操作时需要在防误接线图上进行模拟操作，模拟操作完成表示该倒闸操作符合专家系统规则库中的规则，不会发生违反“五防”的误操作。模拟操作完成即形成操作票，五防主机通过串行口将已检验过的操作票传送给电脑钥匙，现场实际操作被严格强制按照预演后生成的操作票顺序步骤进行，从而达到防误操作的目的。

微機五防系统操作方便、易于扩展，是目前智能变电站中广泛应用的五防实现方式。影响微机防误闭锁装置稳定运行的主要因素是计算机的硬件缺陷、通讯问题、五防锁具老化等；当五防主机死机难以重启时，可能会影响正常的倒闸操作，延长用户停电时间。

3.分散式“五防”

为了避免五防主机死机影响正常倒闸操作的情况发生，可以考虑在变电站内增加一套基于测控装置的分散式“五防”装置。

分散式“五防”的实现需要两个条件：

（1）测控装置内建立包含本测控装置对应一次元件允许操作方式的专家系统规则库；

（2）在一次元件的二次操作回路中增加防误逻辑节点。

当一次元件侧操作满足其对应测控装置中专家系统规则库的规则，即可合上该元件二次操作回路中的防误逻辑节点，完成对该元件的操作；当不满足专家系统规则库中的规则，闭锁防误逻辑节点，从而闭锁元件操作，防止误操作的发生。在这种情况下，只要测控装置运行正常，即使五防主机死机，也可以利用分散式“五防”实现五防闭锁，防止误操作。

三、结语

“五防”系统是防止误操作的重要技术措施。本文简要阐述了三种“五防”系统的实现方式，并分析了其优点及在实际应用中存在的问题。针对其问题，提出了一种新的“五防”实现方式，即基于测控装置的分散式“五防”。分散式“五防”可以作为智能变电站内微机防误闭锁装置的备用，在微机防误闭锁装置不能正常运行时实现“五防”闭锁，防止电气误操作。

作者简介：王 健（1992-），男，山西晋中人，硕士研究生，助理工程师，主要从事变电运维工作。