摘#8195;要 現(xiàn)有微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)須離線操作，操作等待時(shí)間長(zhǎng)，倒閘操作效率低。無線網(wǎng)絡(luò)在線式防誤系統(tǒng)引入了短距微功耗無線網(wǎng)絡(luò)、遙控閉鎖等先進(jìn)技術(shù)，有效地克服了離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的缺陷，很好地適應(yīng)了電力生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞 變電站；無線；在線式

中圖分類號(hào) TM 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)031-0098-02

當(dāng)下，隨著社會(huì)的發(fā)展電力系統(tǒng)開始使用變電站 “無人值班”或“少人值班”的運(yùn)作模式，盡管此種模式有很多優(yōu)點(diǎn)可以給人們帶來很多好處，但是這也給電力生產(chǎn)安全方面提出了新的挑戰(zhàn)。主要表現(xiàn)在運(yùn)作時(shí)選用跟蹤、遠(yuǎn)方監(jiān)護(hù)的微機(jī)防誤等方面。

然而微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的缺點(diǎn)就是極易產(chǎn)生離線操作，也就是說電腦鑰匙接到運(yùn)行命令后僅能單純的依據(jù)指定的順序運(yùn)作，在運(yùn)作時(shí)如果系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)差異（該變化有可能對(duì)正在執(zhí)行的任務(wù)產(chǎn)生影響）鑰匙完全檢測(cè)不到，這樣會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)操作人員和主控室失去聯(lián)系，出現(xiàn)不安全運(yùn)作現(xiàn)象，這是離線系統(tǒng)的嚴(yán)重不足之處；另外，單一任務(wù)的沒一個(gè)程序都只能存在于同一把鑰匙中順序運(yùn)作，如果操作任務(wù)繁瑣（如旁路代供等）等到時(shí)間也會(huì)隨之增加，使倒閘操作的效率不斷降低。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)操作經(jīng)時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)交叉遙控操作與現(xiàn)場(chǎng)就地操作的現(xiàn)象，迫使操作人員不得不在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和主控室之間來回出入，造成嚴(yán)重的勞動(dòng)力匱乏出現(xiàn)工作效率下降等現(xiàn)象。

綜上所述，在微機(jī)防誤系統(tǒng)方面需要我們不斷的應(yīng)對(duì)新的挑戰(zhàn)。在遙控操作方面因?yàn)闆]有完好的設(shè)備防誤技術(shù)，造成地線、網(wǎng)門等不能按時(shí)監(jiān)控，無法確保及時(shí)操作，導(dǎo)致設(shè)備喪失了唯一操作權(quán)，上述問題的出現(xiàn)，導(dǎo)致不能有效的防止誤操作。

另外，國(guó)家電網(wǎng)公司在《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》中指出：利用對(duì)受控站電氣設(shè)備位置信號(hào)收集，達(dá)到防誤裝置主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)相同一定效果，再加上主站遠(yuǎn)方遙控操作、就地操作做到5防，遏制閉鎖功能的出現(xiàn)。

中央計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)防誤閉鎖功能應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)受控站電氣設(shè)備位置信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，使防誤裝置主機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)相統(tǒng)一。以上功能出現(xiàn)故障時(shí)可以出現(xiàn)警鳴。

在使用操作控制功能時(shí)應(yīng)該依據(jù)遠(yuǎn)方操作-站控層-間隔層-設(shè)備級(jí)的分區(qū)域操作等。不管設(shè)備出現(xiàn)在哪一個(gè)區(qū)域，設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及選擇切換開關(guān)的狀態(tài)都需要防誤閉鎖功能的出現(xiàn)和實(shí)施。

我們所說的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)最好能夠具備監(jiān)護(hù)技能，使監(jiān)護(hù)人員在運(yùn)作員工作站時(shí)可以有效的監(jiān)護(hù)。

以上問題的出現(xiàn)，需要我們對(duì)微功耗無線網(wǎng)絡(luò)在線式微機(jī)防誤系統(tǒng)做進(jìn)一步的分析和研究。

1 設(shè)計(jì)思路

之所以要改進(jìn)方案最主要的目的是為了使當(dāng)前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有微機(jī)防誤系統(tǒng)出現(xiàn)的技術(shù)難題等問題得以解決，因此，采用了短距微功耗無線網(wǎng)絡(luò)、遙控閉鎖等創(chuàng)新概念和外來科技，這樣有利于倒閘操作過程能夠全程在線監(jiān)控，另外還有在線解鎖、無線操作等多種操作方法，方案新穎，促使危及防誤技術(shù)達(dá)到新的頂峰。我們?cè)谌粘２僮鲿r(shí)需要對(duì)以下問題進(jìn)行調(diào)節(jié)，即實(shí)時(shí)監(jiān)控，即時(shí)跟蹤；避免操作往復(fù)行走，提高工作效率；就地遙控，提高操作安全性；實(shí)時(shí)邏輯判斷，拒絕防誤盲區(qū)；突破常規(guī)理念，掛鎖即可防空程；系統(tǒng)接地冷閉鎖，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性；解鎖狀態(tài)仍防誤，安全操作全程化。

2 設(shè)計(jì)概述

2.1 項(xiàng)目?jī)?nèi)容

硬件設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)控制器、無線路由器、無線通訊電腦鑰匙。

軟件系統(tǒng)：實(shí)時(shí)防誤軟件。

2.2 技術(shù)需要

1）使用微功耗無線網(wǎng)絡(luò)、調(diào)節(jié)操作終端等新穎方法。

2）采用在線電腦鑰匙，使主系統(tǒng)和電腦鑰匙能夠有良好的交流渠道。

3）針對(duì)一些輔助接點(diǎn)返回的刀閘、地刀可以使用掛鎖“防空程”的方法。

2.3 研究方法

依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司在《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》相關(guān)規(guī)定，再加上操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)和高質(zhì)量的運(yùn)作程序，使用計(jì)算機(jī)信息化管理的方案，研究目前微機(jī)防誤系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題并對(duì)其實(shí)施解決方案，制作出一套科學(xué)合理的管理模式。

所謂的微功耗無線網(wǎng)絡(luò)其組成部分主要是無線網(wǎng)絡(luò)控制器-無線路由器-無線電腦鑰匙等，程序簡(jiǎn)便，性價(jià)比較高。電腦鑰匙以無線節(jié)點(diǎn)的形式存在于網(wǎng)內(nèi)，達(dá)到操作終端和主控室之間的信息及時(shí)交流的目的。這種模式的運(yùn)用，不僅做到了實(shí)時(shí)邏輯判斷還做到了防誤主機(jī)與無線電腦鑰匙、鎖具隨時(shí)數(shù)據(jù)之間能夠相互交換，使防誤網(wǎng)絡(luò)更全面。

1）微功耗：無線網(wǎng)絡(luò)是一種微功耗系統(tǒng)，其功率不大于1毫瓦，與手機(jī)功耗相比期比例是1比1 000，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于“無線電管理委員會(huì)”規(guī)定的超過100毫瓦要申報(bào)的規(guī)定，危害不到變電站其他設(shè)備的正常運(yùn)行和工作人員的健康。輻射騷擾檢驗(yàn)數(shù)據(jù)：450 MHz~2#8198;404 MHz 0.000#8198;015#8198;7 V/m~0.019#8198;275#8198;2 V/m。備注：500 kV變電所保護(hù)和控制設(shè)備抗擾度要求（GB/117#8198;626.3）：80 MHz-1#8198;000 MHz 10 V/m。

2）抗干擾：運(yùn)用“直序擴(kuò)頻，相干解調(diào)”的方法，增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性。

3）安全性好：使用128位加密算法（AES-128）技術(shù)，加大無線網(wǎng)絡(luò)的安全系數(shù)。

4）可自愈無線網(wǎng)絡(luò)：?jiǎn)蝹€(gè)無線基站其最小R值大于70 m，能夠做到故障自愈，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生通訊故障，網(wǎng)絡(luò)能夠自己修復(fù)，運(yùn)用其他節(jié)點(diǎn)做出新的連接，降低了網(wǎng)絡(luò)的癱瘓率。

5）智能組網(wǎng)：擁有智能動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，在架構(gòu)方面使用星形或網(wǎng)狀構(gòu)造，采用碰撞避免機(jī)制，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)處理和傳輸能夠協(xié)調(diào)共用。

6）網(wǎng)絡(luò)容量大：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以容納60#8198;000多個(gè)，達(dá)到大容量標(biāo)準(zhǔn)。

無線網(wǎng)絡(luò)在布網(wǎng)方面采用簡(jiǎn)單的方式，容易擴(kuò)大。需要做的是在適合的地點(diǎn)選用無線路由器、提供220 V電源、一條雙絞總線連接主站就可以了。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)控制器：網(wǎng)絡(luò)控制器能夠收到防誤主機(jī)發(fā)出的操作信息，在分布式控制器的使用下做到對(duì)遙控閉鎖繼電器在線閉鎖鎖具的運(yùn)行，并且做到電氣設(shè)備狀態(tài)信息的采集和上傳。使無線、有線網(wǎng)絡(luò)做到一同運(yùn)作，資源優(yōu)化的效果。

無線路由器：內(nèi)部配置微功耗無線網(wǎng)絡(luò)基站功能，使用蜂窩式短距無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

無線通訊電腦鑰匙：以雙無技術(shù)電腦為前提進(jìn)行鑰匙升級(jí)，添加微功耗無線網(wǎng)絡(luò)通訊功能，到達(dá)實(shí)時(shí)在線通訊的目的。

3.2 系統(tǒng)軟件

運(yùn)用在線防誤綜合操作系統(tǒng)對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理，依據(jù)“五層防線”特性。其主要是指：避免電器錯(cuò)誤使用，介于人和設(shè)備之間，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)建立起五層防線。這一特性是在原來傳統(tǒng)五防概念的基礎(chǔ)上加以優(yōu)化而成的，以傳統(tǒng)五防概念為依據(jù)，設(shè)備操作過程全程防誤為出發(fā)點(diǎn)，使用多層面的技術(shù)方法，嚴(yán)格避免電氣誤操作的出現(xiàn)。五層防線結(jié)構(gòu)示意圖如圖1。

圖1 五層防線結(jié)構(gòu)圖

每一層的具體意思可概括為：

1）權(quán)限管理層：這一層主要是管理和分配的作用，對(duì)系統(tǒng)中每一個(gè)用戶的權(quán)限進(jìn)行定義，確保符合系統(tǒng)定義條件的人，即有權(quán)限的人，才具有使用設(shè)備的權(quán)力，具備相應(yīng)控制權(quán)進(jìn)行操作。主要目的是禁止有越權(quán)行為的發(fā)生，產(chǎn)生誤操作等。權(quán)限管理主要包含設(shè)備正常操作權(quán)限和操作過程的各控制權(quán)的管理，還有異常操作權(quán)限的管理。

2）唯一操作權(quán)層：不管在任何時(shí)候，確保一個(gè)設(shè)備在只能有一個(gè)人員具有該設(shè)備操作使用權(quán)。在操作的同時(shí)，其他人員不得操作該設(shè)備以及相關(guān)的設(shè)備，只有該操作人員釋放操作權(quán)或?qū)⒋瞬僮鳈?quán)轉(zhuǎn)移后，他人方可對(duì)此設(shè)備及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作使用。

3）模擬預(yù)演層：對(duì)符合要求的各種操作票在進(jìn)行操作之前進(jìn)行仿真演練，在進(jìn)行正確性確認(rèn)的時(shí)候，使用五防閉鎖邏輯規(guī)則庫(kù)，必須使得各操作項(xiàng)達(dá)到電力系統(tǒng)的安全標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)條件。并按照正確的判斷結(jié)果，來生成操作解鎖的方法。

4）實(shí)時(shí)邏輯層：按照現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)遙信經(jīng)過閉鎖邏輯的判斷分析，以及操作同時(shí)的狀態(tài)跟蹤分析等方法來實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)判據(jù)，并保證此時(shí)設(shè)備的操作過程符合安全條件及相關(guān)的規(guī)定。此種方法可有效的解決“空程序”問題。

5）閉鎖元件層：對(duì)于各種電氣設(shè)備和不同的操作方發(fā)，以及任何一個(gè)操作點(diǎn)，可采取強(qiáng)制閉鎖方式和鎖具來完成強(qiáng)制閉鎖。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)自運(yùn)作至今，每一個(gè)部位都良好運(yùn)作；其功能也達(dá)到了預(yù)期效果，相比較于傳統(tǒng)的五防裝置其防誤水平大大改善，既保證了操作人員的安全運(yùn)作又促進(jìn)了工作效率，縮減了工作強(qiáng)度，是變電站安全生產(chǎn)不可缺少的一部分。

此系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是：

1）無線電腦鑰匙：無線電腦鑰匙在變電站各處均可通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)接票、回傳，并可選擇由遠(yuǎn)方遙控操作還是電腦鑰匙就地操作，縮短運(yùn)作時(shí)間，操作簡(jiǎn)單。

2）實(shí)時(shí)對(duì)位與實(shí)時(shí)防誤判斷：防誤主機(jī)以無線網(wǎng)絡(luò)為連接點(diǎn)按時(shí)檢測(cè)電腦鑰匙上的設(shè)備信息，運(yùn)作期間，各層面的運(yùn)作任務(wù)都進(jìn)行操作條件判斷，一旦出現(xiàn)設(shè)備異常變位，電腦鑰匙會(huì)在第一時(shí)間發(fā)出警報(bào)，便于運(yùn)作人員重新核實(shí)。

3）實(shí)時(shí)監(jiān)控刀閘操作過程：主控室五防主機(jī)和電腦鑰匙及時(shí)交換信息，有效了解整個(gè)運(yùn)作過程；并通過五防主機(jī)顯示的方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作進(jìn)行監(jiān)督。

4）操作系統(tǒng)自診斷：防誤主機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)在線設(shè)備的運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)自行警報(bào)，便于工作人員有效檢測(cè)、避免故障產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

[1]王義軍，王琳，涂時(shí)亮.一種新型的防誤操作系統(tǒng)電腦鑰匙的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2009，06.

[2]趙文博.集控中心防誤操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].電工技術(shù)，2007，12.