【正文】 誤主 機(jī)通信管理機(jī)單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器單 元控 制 器A C 2 0 0 V電 源C A N. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖. . .數(shù)碼鎖數(shù)碼鎖 圖 12 獨(dú)立五防在線微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 基于微機(jī)防誤系統(tǒng)和監(jiān) 控系統(tǒng)通信的瓶頸現(xiàn)狀以及電力電子技術(shù)、變電站自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，在很多地區(qū)和綜合自動(dòng)化生產(chǎn)廠家提出了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和微機(jī)五防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控五防系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)的愿望和思想。它由計(jì)算機(jī)主機(jī)、電 腦鑰匙，若干電氣編碼鎖，機(jī)械編碼鎖等硬件組成，通過(guò)設(shè)置在系統(tǒng)內(nèi)的軟件實(shí)現(xiàn)防誤邏輯閉鎖功能。這種閉鎖實(shí)現(xiàn)的前提是一體化設(shè)備 ，如單一刀閘、開(kāi)關(guān)柜、組合電器等。 ④ 根據(jù)一次設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)操作閉鎖功能 [3]。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，變電站的裝置都開(kāi)始采用微機(jī)技術(shù)而成為微機(jī)型保護(hù)裝置、微機(jī)監(jiān)控、微機(jī)遠(yuǎn)動(dòng)、微機(jī)錄波裝置、微機(jī)防誤閉鎖裝置 [2]。誤入帶電間隔是歷年誤操作事故中最少的， 20xx年 20xx年共發(fā)生 3次，占 6%。 從《國(guó)家電網(wǎng)公司 20xx20xx年防止電氣誤操作工作調(diào)研報(bào)告》中可以看出，20xx20xx年國(guó)家電網(wǎng)公司各所屬單位共計(jì)發(fā)生誤操作事故 77次，共損失電量 萬(wàn) KW，人員受傷 5人，死亡 1人。 37 第五章 結(jié)論 32 五防閉鎖系統(tǒng)失效應(yīng)對(duì) 32 遙控對(duì)象的配置 16 第三章 一體化在線五防系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 本文通過(guò)對(duì)防誤閉鎖理論的研究以及對(duì)運(yùn)行中的監(jiān)控五防一體化體系的分析，提出在線智能程控防誤閉鎖方案，該方案將站控層一體系統(tǒng)和間隔層邏輯系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，使測(cè)控裝置在 接收正常的遙控命令的同時(shí)還能夠接收后臺(tái)監(jiān)控五防模塊按照操作序列發(fā)送的閉鎖令和解鎖令，使每步操作都 經(jīng)過(guò)了五防邏輯判斷和操作票順序閉鎖判斷 。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 1 研究背景和意義 7 微機(jī)防誤的操作流程 22 五防模塊 32 一體化在線五 防系統(tǒng)應(yīng)用中的實(shí)際問(wèn)題 43 致 謝 占第 2位的是帶電掛地線 (合接地開(kāi)關(guān) )。 據(jù)統(tǒng)計(jì)， 截止 20xx年 國(guó)家電網(wǎng)公司系統(tǒng)閉鎖裝置裝用量共計(jì) 56249套，其中電氣聯(lián)鎖裝置 3706套，占 %，機(jī)構(gòu)聯(lián)鎖裝置 11573套，占 %，電磁鎖 2793套，占%，機(jī)械程序鎖 16105套，占 %，微機(jī)閉鎖裝置 220xx套，占 %，其它閉鎖裝置 697套，占 %。變電站自動(dòng)化系統(tǒng)在設(shè)計(jì)規(guī)則中要求， 為了防止誤操作，操作閉鎖主要包括： ① 操作出口具有跳、合閉鎖功能和具有并發(fā)性操作閉鎖功能。 機(jī)械閉鎖。這種方式僅適用于電動(dòng)操作的設(shè)備機(jī)構(gòu)上，閉鎖邏輯關(guān)系不宜太復(fù)雜，對(duì)輔助開(kāi)關(guān)質(zhì)量和運(yùn)行環(huán)境要求較高，閉鎖功能不華北電力大學(xué)工程 碩士論文 3 夠完善 [3]。電腦鑰匙對(duì)運(yùn)行操作 人員的實(shí)際操作進(jìn)行監(jiān)控，給出提示信息，當(dāng)操作正確時(shí)打開(kāi)電編碼鎖或機(jī)械編碼鎖，解除閉鎖，允許操作。（ 3）防誤閉鎖軟件與自動(dòng)化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的畫(huà)面編輯，可以直接采用自動(dòng)化系統(tǒng)的畫(huà)面作為五防畫(huà)面 [11]。（ 5）與監(jiān)控系統(tǒng)的測(cè)控裝置形成更華北電力大學(xué)工程 碩士論文 5 全面防誤閉鎖功能，即使后臺(tái)機(jī)故 障退出，也具有完備的間隔層全站邏輯閉鎖。 （ 5）對(duì)于站內(nèi)的操作可以起到防誤的功能，但對(duì)于遠(yuǎn)方調(diào)度或集控系統(tǒng)的遙控操作則無(wú)法起到防誤的作用。從這個(gè)原則出發(fā)，提出了五防規(guī)定。電腦鑰匙接受主機(jī)生成的操作票，對(duì)相應(yīng)的編碼鎖具進(jìn)行操作，并為主機(jī)采集虛遙信。若符合五防規(guī)則，系統(tǒng)將確 認(rèn)你當(dāng)時(shí)的操作步驟，并自動(dòng)將該步驟登記在當(dāng)前的操作票上。此項(xiàng)操作完畢后，電腦鑰匙才能開(kāi)啟下一步操作項(xiàng)所對(duì)應(yīng)的編碼鎖。隔離刀閘、接地刀閘（臨時(shí)接地線）、網(wǎng)門采用機(jī)械掛鎖與附件配合的方式閉鎖。軟件閉鎖方式在斷路器的操作回路和控制回路中不增加其他任何輔助節(jié)點(diǎn)。針對(duì)不同的操作有不同的閉鎖方式。 變電站監(jiān)控系統(tǒng)是指在變電站內(nèi)應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、信息處理、傳輸技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟硬件等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站二次設(shè)備 (包括測(cè)量?jī)x表、控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等 )的功能進(jìn)行重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì) ,對(duì)變電站內(nèi)主要電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和協(xié)調(diào) ,部分代替或取代變電站常規(guī)二次系統(tǒng) ,減少或代替運(yùn)行值班員對(duì)變電站運(yùn)行情況的監(jiān)視和控制操作 ,使變電站更加安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行的一種綜合性的自動(dòng)化系統(tǒng)。 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 12 集中式 微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) 概念與結(jié)構(gòu) 1)集中式監(jiān)控系統(tǒng)的基本概念 以變電站為對(duì)象 ,面向功能設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) ,稱之為集中式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 當(dāng)?shù)乇O(jiān)控主機(jī) 總控單元 保護(hù)管理單元 保護(hù)裝置 MODEM 調(diào)度控制中心 模擬量輸入遙測(cè)單元 數(shù)字量輸入遙信單元 脈沖量輸入遙脈單元 數(shù)字量輸出遙控單元 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 13 分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)的基本架構(gòu) 變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)由站控層與間隔層兩個(gè)基本部分組成，并用分層分布、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接。站控層設(shè)備主要包括主機(jī)、操作員站、工程師站、遠(yuǎn)動(dòng)通信設(shè)備、與電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的接口以站 控 層 間 隔 層 公用信息工作站 其它智 能設(shè)備 現(xiàn)場(chǎng)總 線 網(wǎng)關(guān) 220KV 測(cè)控間隔 現(xiàn)場(chǎng)總線 網(wǎng)關(guān) 220KV 測(cè)控間隔 現(xiàn)場(chǎng)總線 網(wǎng)關(guān) 220KV 測(cè)控間隔 以太網(wǎng) 繼電保護(hù) 故障錄波 遠(yuǎn)動(dòng)主 機(jī)（ 1） 遠(yuǎn)動(dòng)主 機(jī)（ 2） MODEM 遠(yuǎn)方調(diào)度中心 五防 主站 工程 師站 打印機(jī) GPS 主機(jī) /操作員站（ 2） 打印機(jī) 主機(jī) /操作員站（ 1） 保護(hù)信息管理機(jī) 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 14 及公用接口等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般采用工業(yè)交換機(jī) ,雙套冗余配置 ,按小室布置 ,實(shí)現(xiàn)站內(nèi)各設(shè)備的以太網(wǎng)連接和網(wǎng)絡(luò)通信功能。間隔層設(shè)備主要包括測(cè)控裝置、間隔層網(wǎng)絡(luò)、與站控層網(wǎng)絡(luò)的接口和繼電保護(hù)通信接口裝置等。輸出鎖存電路用于暫存 CPU發(fā)出的遙控指令。 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 17 第三章 一體化在線五防系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 一體化在線五防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的整體思路與結(jié)構(gòu) 一體化在線五防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的整體思路 與操作流程 實(shí) 現(xiàn)一體化在線 防誤閉鎖 是指：基于現(xiàn)在的監(jiān)控五防一體系統(tǒng)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)中部分功能進(jìn)行改造，使其達(dá)到在正常的操作過(guò)程中，五防系統(tǒng)提供全程的、實(shí)時(shí)的五防邏輯閉鎖和操作票順序閉鎖。整體邏輯流程圖如圖 31。對(duì)于臨時(shí)接地線的接地樁可以采用帶電控行程開(kāi)關(guān) 的接地樁，實(shí)現(xiàn)原理和電子鎖的原理一樣，受到邏輯閉鎖節(jié)點(diǎn)的控制。 ①監(jiān)控五防主機(jī)：既是監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)主機(jī)又是五防系統(tǒng)的主機(jī)，完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的處理及操作票、操作邏輯序列的生成和操作控制。有些用于圖形制作、修改操作票格式、語(yǔ)音編輯等，但必須根據(jù)變電站一、二次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備進(jìn)行編制的主要有以下文件 : l)設(shè)備參數(shù)庫(kù)文件 :這是對(duì)變電站一、二次設(shè)備進(jìn)行定義的文件。 ③五防邏 輯模塊 五防子系統(tǒng)嵌入 到監(jiān)控系統(tǒng)中從功能上包括二大部分：實(shí)時(shí)遙控五防功能和操作票功能，如圖 33 所示。由于五防界面部分沒(méi)有注冊(cè)消息的進(jìn)程類型，消息的收發(fā)是通過(guò)圖形完成的。同時(shí)在此操作票標(biāo)志字段中新增了“五防節(jié)點(diǎn)操作完成標(biāo)志”，用以判斷本步五防節(jié)點(diǎn)操作是否完成，結(jié)合此標(biāo)志實(shí)現(xiàn)五防節(jié)點(diǎn)自動(dòng)閉合和斷開(kāi)的一體化操作。本文把測(cè)控裝置進(jìn)行改造增加了受監(jiān)控五防模塊控制的控制出口模件，引入了“監(jiān)控五防”節(jié)點(diǎn)。隔離開(kāi)關(guān)控制回路中的空氣 開(kāi)關(guān)保留，同時(shí)也將監(jiān)控五防閉鎖節(jié)點(diǎn) (JKWF)串入，空氣開(kāi)關(guān)平常處于接通位置，靠五防節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接通電源，隔離開(kāi)關(guān)電機(jī)電源的空氣開(kāi)關(guān)平常處于接通位置。 ，來(lái)自其它間隔測(cè)控裝置的數(shù)據(jù)通過(guò)開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送，每臺(tái)測(cè)控裝置都能及時(shí)獲取其邏輯閉鎖所需的數(shù)據(jù)并將這些數(shù)據(jù)應(yīng)用于本裝置的控制閉鎖條件判別，從而實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于站控層的間隔層的邏輯閉鎖。圖 38 為 I 母刀閘的邏輯閉鎖關(guān)系。所有間隔的操作都能夠通過(guò)上述邏輯運(yùn)算達(dá)到閉鎖的目的?？梢孕纬扇缦逻壿嬯P(guān)系式 ： 5 56 58 60 61 49()f x J J J J J? ? ? ? ? 當(dāng) 5( ) 0fx? 時(shí)，不滿足邏輯關(guān)系， 5 分支“遙合 I 母刀閘五防邏輯”支路中“五防邏輯繼電器（合） 1M ”不能啟動(dòng)，圖中“遙合 I 母刀閘” 1 分支不能導(dǎo)通，該操作不能完成。這種邏輯關(guān)系有效的解決了調(diào)度和集控系統(tǒng)操作沒(méi)有閉鎖的問(wèn)題 主要裝置的邏輯模塊閉鎖和邏輯觸發(fā)關(guān)系 測(cè)控裝置邏輯模塊的觸發(fā) 本文所論述的間隔層測(cè)控單元防誤實(shí)現(xiàn)本單元所控制的設(shè)備的操作閉鎖功能是通過(guò)邏輯表達(dá)式判別的方式實(shí)現(xiàn)了五防判斷功能，間隔五防模式根據(jù)間隔五防表達(dá)式邏輯通過(guò)遙控請(qǐng)求方式、全自動(dòng)掃描方式實(shí)現(xiàn)，這里的五防表達(dá)式和監(jiān)控五防一體后臺(tái)系統(tǒng)的邏輯表達(dá)式是相同的。需要在測(cè)控五防開(kāi)出板的開(kāi)出位置上接入臨時(shí)接地刀閘接地樁的行程開(kāi)關(guān)和網(wǎng)門電控鎖的控制，遙信開(kāi)入中接入電控鎖送來(lái)的位置信號(hào)。具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如下 。 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 23 （ 3）通信模塊間的消息交互過(guò)程為發(fā)送消息給通信模塊（通過(guò)圖形模塊的函數(shù)）進(jìn)行五防閉鎖節(jié)點(diǎn)的遙控，然后等返回結(jié)果（圖形收到消息后調(diào)用函數(shù)），根據(jù)返回結(jié)果刷新界面上五防閉鎖節(jié)點(diǎn)的位置信息。 2．轉(zhuǎn)發(fā)五防界面遙控五防閉鎖節(jié)點(diǎn)的消息給 通信模塊，并在收到通信模塊回復(fù)的消息后臺(tái)，調(diào)用五防界面的函數(shù)通知五防模塊。五防邏輯的配置突出典型間隔模板的作用 ,變電站中的間隔很多是相似的典型間隔，通過(guò)典型間隔的五防邏輯模板自動(dòng)生成各個(gè)間隔的五防設(shè)備和五防邏輯。 2)鎖碼表文件 :這是對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行強(qiáng)制閉鎖的五防鎖具的編碼文件。 ③測(cè)控裝置：完成現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和控制的出口功能，提供監(jiān)控五防和測(cè)控五防節(jié)點(diǎn)滿足五防操作邏輯的控制閉鎖功能。 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 18 操 作 開(kāi) 始判 斷 當(dāng) 前 操 作 是 否 滿足 五 防 邏 輯自 動(dòng) 閉 合 本 步五 防 閉 鎖 節(jié) 點(diǎn)進(jìn) 行 操 作 （ 遙控 或 就 地 ）自 動(dòng) 斷 開(kāi) 本 步五 防 閉 鎖 節(jié) 點(diǎn)判 斷 本 步 操 作 是否 最 后 一 步操 作 結(jié) 束選 擇 設(shè) 備 進(jìn) 行操 作 （ 遙 控 或就 地 ）判 斷 五 防 閉 鎖 節(jié)點(diǎn) 是 否 閉 合閉 合 。后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)需要根據(jù)五防邏輯形成操作序列，根據(jù)操作序列自動(dòng)發(fā)令實(shí)現(xiàn)五防閉鎖節(jié)點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)。在操作的時(shí)候，只有五防閉鎖節(jié)點(diǎn)閉合的情況下，操作才能出口。 遙控的全過(guò)程分四個(gè)步驟完成 ： 第一步 控制端向被控端發(fā)出選擇命令 ,選擇命令包含遙控對(duì)象、遙控性質(zhì)等信息 ； 華北電力大學(xué)工程 碩士論文 16 第二步 被控端向控制端返送遙控返校信息 ,返校信息是被控端對(duì)收到的遙控選擇 命令進(jìn)行 執(zhí)行條件的核查 ,遙控對(duì)象若滿足執(zhí)行條