微机五防系统的现状及探讨

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1、微机五防现状及发展探讨作者：常青1.微机五防的现状微机五防装置经过近十几年的发展，已被广大的电力系统的用户所接受，在高电压等级（110kV以上）防误闭锁市场，微机五防已成主流产品。生产微机五防的厂家不断增加，产品的种类越来越多。但就目前国内微机防误产品使用情况来讲，各类装置在基本原理上都是大同小异，区别在于实现方法的不同，也就是产品结构的不同。可以归纳为以下几个分类：单元电气间隔闭锁型单元电气间隔闭锁是指将一个电气回路的电气设备断路器、刀闸、接地刀闸（电动操作）等的操作闭 锁，集成在一个小型微机装置内，其闭锁逻辑只考虑本回路内电气设备的逻辑闭锁。而对于公用回路的闭 锁，如双母线倒母线操作、旁带

2、等公共操作闭锁，则独立组成一个装置。然后将这些装置组成一个网络， 就构成了一个网络型单元电气间隔的防误闭锁系统。这种闭锁方式只适用于主要电气设备均为电动操作的 场合。手动操作设备不做任何闭锁。实际上是一种不完善的闭锁。常规微机五防闭锁装置这类装置是通过早期开发、不断完善补充、运行可靠、价格较低的成熟装置。大体上分为两种类型。第一种为计算机式五防闭锁装置：这种模式为在计算机（工控机或商用PC机）上，运行五防闭锁软件，根据操作票内容在计算机上模拟预演，正确后将操作票传送给电脑钥匙，操作人员根据电脑钥匙显示内容逐项操作，操作完成后向计算机回传，计算机即刷新设备状态，记忆设备新状态。计算机也可以和监控

3、接口，共享设备状态信息。当然，这种模式也可作为集控站五防工作站或受控站五防子系统配置，驱动遥控闭锁、利用监控操作实现防误闭锁。第二种为五防闭锁模拟屏模式：这种模式又分为三种类型：其一是只有五防闭锁模拟功能的模拟屏：这是早期采用的模式，现在仍在使用，其特点是屏上的模拟器件多为手动旋钮式，水平为断开，垂直为接通。屏内配置工控主板，程序固化，可靠性能满足要求，功能单一。其二是灯光在线触摸操作式模拟屏：这类五防闭锁模拟屏，除防误模拟功能外，还有返回屏功能，与监控接口后可在模拟屏上在线显示电量参数和设备状态。这类装置可靠性高、扩展方便、显示清晰。其三是灯光在线触摸式综合操作屏，具有灯光在线功能。能够实现

4、灯开关控制操作（通过网络或独立智能单元）、五防模拟（含动态仿真模拟）、信号返回（模拟量、开关量、闪光报警）、监控主站功能的三屏合一式模拟屏。对大型厂站更显重要，因为这种模拟屏具有多种备用操作模式，当监控主机或监控网络或软硬件故障时，可作为监控主站使用，特别有利于重大事故处理。网络在线型闭锁装置网络在线型闭锁装置的实现方法大同小异，但结果及利弊却大不相同。类型 1 ：这种方案是在每个电气设备上装设一套由单板机控制的闭锁单元，自己采集相关的电气参数、设备状态及实现闭锁的锁具，然后通过网络将各电气设备上的闭锁单元接入中央管理机，组成一个五防闭锁系统。这类装置将大量电子元器件构成的闭锁单元装于户外电气

5、设备上，维护困难，可靠性很难保证，价格高，实际应用较少。类型2 ：由各种不同功能的电控锁组成的网络在线闭锁装置，其构成方式与类型1 大同小（下转第2版） （上接第 1 版） 异。大量的使用经验证明，锁具的可靠性是制约闭锁装置推广应用的关键。由大量电子器件和复杂的机械元件构成的电控锁， 其可靠性是难于保证的。 有些产品甚至将一些极其简单的网门锁、临时地线锁也开发成电控锁。这些锁具实际并不适应于盐雾、湿热、气体腐蚀等环境中运行。类型3 ：遥控闭锁装置加常规五防闭锁构成的网络在线系统, 也称综合式网络闭锁装置。这种类型的装置完全是根据国家电网公司防止电气误操作装置管理规定的要求研制的产品。其特点是：

6、接点串联闭锁、操作双机控制、操作权确认、冷备用闭锁、远方与就地闭锁装置合一，手动就地操作设备，采用最简单的挂锁，既不需另敷电缆，安装又简单。这类装置远方操作时，首先进行五防闭锁模拟，正确后，遥控闭锁接点接通遥控分合闸回路然后按正常监控操作程序操作即可，对手动操作设备，向电脑钥匙传送操作票，运行人员即可到现场按顺序操作，操作完成后在现场或受控站由电脑钥匙向五防主机回传 , 即完成了一次操作。这种模式可靠性高、安装维护方便、价格适中，受到普遍肯定。类型4 ：是一种操作过程无线网络结构型式，由于短程无线通信网络式装置一般只适用于有人值班站，而且受到通信距离限制，在现场还要设若干个基站，由于无线通信的

7、可靠性及射频干扰等问题，尚未被广泛接受。操作票专家系统操作票专家系统是微机防误装置的重要辅助工具，取代人工开票、实现操作票管理等功能。尽管开发思路不同，甚至理论上有较大差别，但操作票专家系统要实现的功能是相同的，只是这个系统使用是否方便、简捷、适用性是评价专家系统良莠的标准。操作票专家系统固然可以开具操作票、打印操作票、实现操作票管理等， 目前它只是五防闭锁系统的一个配合使用软件， 尚不能做为一个独立的五防闭锁装置使用。2. 产品厂家的选择问题目前国内生产微机防误闭锁装置的制造厂家多达十几家, 规模大小不一，产品的定位，成熟度，性能，可靠性，价格等方面存在很大的差异。在微机防误闭锁领域，竞争主

8、要体现为品牌、技术、服务及能否具有提供完整解决方案能力的竞争。由于该领域专业性非常强，规模相对较大的少数几家微机防误闭锁产品生产企业占有市场主要份额。主流厂家基本上只有3 ， 4 家，产品的结构原理基本相同。由于微机防误装置是一种专用工业产品 , 用户集中，产品更新换代周期长， 一般为七到八年， 此外由于微机五防产品不同其它电力自动化设备，在运行过程中，往往因为运行方式变化，闭锁逻辑更改等方面的原因，需要厂家的维护能快速及时，保证产品的正常运行。为此产品制造厂家需要投入很大的资源建立产品售后维护网络，这并非所有厂家都可以做到。另外微机五防产品运行使用要求稳定可靠，这和厂家的技术实力、研发投入及

9、经验积累成正比关系。一些小规模的厂家往往达不到这些要求。3. 关于五防装置的“大包”微机五防装置的招标定货中出现了一种“大包”现象值得考虑, 即定货不是直接与五防厂家签定合同，而是由综自厂家独家承包后，再由综自厂家向五防厂家二次定货。这样带来多方面的问题，大包涉及三方利益 , 使各方关系复杂化。首先大包的一方为追求利润的最大化， 除非用户指定厂家，否则往往只关心价格，忽略产品的先进性，实用性，可靠性等方面的要求，选择的产品性能大打折扣。微机五防虽然是一种自动化产品，但术业有专攻，属于一种专业厂家生产的专业细分产品，用户如果自主选择在本领域最成功的产品，这样会减少大包对产品选择的影响。4. 关于

10、五防与综自系统通信问题从技术的角度上看，实际没有什么难点，只是被一些厂家人为渲染而增加神秘性；只要大家遵循国家标准规约，接口是非常简单的，如果接口双方能够本着为用户着想，积极配合，实际上没有什么问题。再者，售后服务工作的环节增加，五防厂家往往很难做到维护的及时、准确，从而影响到整个系统的运行质量。因而在选择微机五防产品时应在价格，性能，售后服务等方面综合考虑，选择实力较强产品供应商而不仅仅关注价格，招标方式上采用大包方式需慎重考虑。否则，在产品的生命期中如何保证微机五防装置的正常运行将成为头痛的问题。5微机五防产品的发展一个产品的未来发展可谓是仁者见仁，智者见智。但有一点是肯定的，即微机五防产

11、品的发展必须适应电力自动化技术的发展，否则将被淘汰。归纳起来有以下几点看法：防误闭锁系统应该是监控系统相对独立的子系统， 所有监控系统对电气设备的操作均应经过防误闭锁，这是不言而喻的。之所以把防误系统做为监控的子系统，而且是联系紧密的子系统，是因为监控系统对电气设备的任何操作，首先要通过模拟预演，正确后开放操作条件，然后由监控按正确程序操作，即使是电气逻辑闭锁这个步骤是必需的。反过来讲防误系统的正确五防判断又是依赖于防误与监控接口取得正确的设备状态信息。同时监控系统的正确操作，又是以五防判断为前提的。新建220500kV变电所和大型发电厂由于大都采用计算机监控系统，加上一次电气设备可靠性较高，

12、一般应采用电气单元闭锁加微机防误装置的方案。同时应配置五防工作站，五防工作站与工程师站合用。这种模式既解决了遥控操作的闭锁，又可使用简单的闭锁锁具，达到远方就地操作有完善闭锁。任何复杂的锁具包括网络在线锁，超级防空锁和其它由复杂机械电子器件构成的锁具均不宜在超高压站和无人值班站采用，这些锁具可靠性低，维护工作量大, 特别是超高压厂站就地闭锁内容相对要少的多。对于中小型厂站，今后会以采用计算机监控实现无人值班站为主，当地监控和防误装置应综合考虑，只装设挂墙式综合操作屏取代后台设备，综合操作屏提供计算机接口供现场保护调试用。这是一举多得的方式。随着集控站和无人值班站越来越多，集控站防误系统应具有一

13、机多站，一站多用，站间闭锁与监控系统联合紧密的防误系统，集控站应配置专用的五防工作站，受控站监控与五防合一。近期一段时间的集控站由于常规闭锁受控站较多，宜采用五防与监控相对独立的闭锁方案较为合适。遥控操作闭锁系统应尽快组织推广，特别在大型厂站，遥控闭锁系统做为防误的一个子系统，与监控系统相对独立，而且遥控闭锁的执行单元应与监控执行单元由两个系统分开启动，也就是双机系统。另一方面遥控闭锁的执行单元，网络正常运行时应具有完善的电磁兼容能力。有人值班厂站原则上不应再装设控制屏，应采用三屏合一综合操作屏；对重要厂站也可装设综合操作屏，一方面作防误装置使用，另一方面作为后台系统的备用操作手段；对于有人值班大型厂站远方监控改造时，采用符合操作屏的闭锁方式十分理想。原则上不采用电磁类锁具，就地操作设备（包括电动操作设备就地操作箱）应采用经过实践考验的机械编码挂锁为主；中小型厂站的闭锁锁具应采用无限编码和无线采码类锁具，以适应将来集控的改造。操作票专家系统是实现操作票管理标准化，打印操作票，解决二次设备工作状态与防误的关键系统，全国研制单位不少，立论依据多样，但真正应用于工程的，只有少数几个，加快完善专家系统是今后需要解决的问题。O