張 鋒

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，河北 滄州062350）

0 引言

朔黃鐵路是我國(guó)西煤東運(yùn)第二大通道，目前年運(yùn)量已接近2億t，隨著線路擴(kuò)能改造的逐步完成，變電所牽引負(fù)荷也在日益增大，而公司管內(nèi)牽引變電所中，一直采用的是傳統(tǒng)防誤電氣閉鎖，其發(fā)揮的作用已經(jīng)不能滿足電力調(diào)度自動(dòng)化及電力系統(tǒng)自動(dòng)化的要求。本文提出將新型微機(jī)五防系統(tǒng)運(yùn)用在朔黃鐵路牽引變電所內(nèi)的設(shè)想，以滿足綜合自動(dòng)化改造后的牽引變電所對(duì)閉鎖系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的要求。

1 傳統(tǒng)電氣閉鎖

1.1 作用

目前，朔黃鐵路管內(nèi)牽引變電系統(tǒng)采取的是傳統(tǒng)電氣閉鎖，就是將同一電氣連接內(nèi)的刀閘和開關(guān)通過(guò)二次回路的輔助接點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)鎖，使電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備操作能按照操作卡片上的規(guī)定順序可靠完成。其主要功能如下：（1）防止值班人員帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)；（2）防止值班人員在執(zhí)行操作命令時(shí)看錯(cuò)設(shè)備，進(jìn)行誤操作；（3）防止值班人員在地刀閉合時(shí)，將斷路器手車投入運(yùn)行位；（4）防止值班人員在地刀斷開時(shí)，將斷路器手車?yán)猎囼?yàn)位；（5）防止值班人員誤入帶電區(qū)間。

1.2 缺點(diǎn)

傳統(tǒng)電氣閉鎖回路是現(xiàn)場(chǎng)電氣聯(lián)鎖技術(shù)的一種，通過(guò)二次回路輔助接點(diǎn)的開閉來(lái)發(fā)揮作用。例如，當(dāng)1號(hào)系統(tǒng)的101斷路器閉合時(shí)，2號(hào)系統(tǒng)的102斷路器合閘回路上會(huì)有一處接點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)閉鎖102斷路器合閘的目的。這種閉鎖動(dòng)作迅速、可靠。但是，由于需要在設(shè)備本體操作回路內(nèi)接入大量二次電纜，接線復(fù)雜，而當(dāng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間達(dá)到一定時(shí)限時(shí)，二次接線很容易松動(dòng)、老化，造成接觸不良，導(dǎo)致閉鎖失效。而且，電氣閉鎖主要針對(duì)的是刀閘和開關(guān)的誤操作，對(duì)拆、掛接地線和誤入帶電間隔的行為不能起到有效作用。

2 新型微機(jī)五防閉鎖

2.1 原理

隨著科技的發(fā)展，針對(duì)傳統(tǒng)電氣閉鎖的種種缺點(diǎn)，科研人員為我們提供了一種新的閉鎖技術(shù)——在線式防誤綜合操作系統(tǒng)。其引入微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)控制器、智能鎖具、無(wú)線電腦鑰匙等，支持RFID編碼技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行操作、檢修票、智能解鎖、黑匣子、設(shè)備狀態(tài)實(shí)時(shí)對(duì)位、防誤邏輯實(shí)時(shí)判斷、操作過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。其原理如圖1所示。其中，站控層主要由微機(jī)五防系統(tǒng)主機(jī)、五防模擬操作屏、打印機(jī)等組成，其職能包括采集變電所監(jiān)控系統(tǒng)上傳的信息，采集設(shè)備位置信號(hào)，對(duì)操作票進(jìn)行綜合管理（如查詢、儲(chǔ)存），對(duì)操作票的內(nèi)容進(jìn)行模擬操作，打印系統(tǒng)信息等；間隔層的職能包括組建系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，管理系統(tǒng)設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)控制器、無(wú)線路由器、分布式控制器、智能地線管理器、電腦鑰匙、鑰匙管理機(jī)等；過(guò)程層的職能主要是對(duì)各種五防鎖具進(jìn)行管理，包括遙控閉鎖繼電器、地線檢測(cè)閉鎖機(jī)構(gòu)、電編碼鎖、機(jī)械編碼鎖、高壓帶電顯示閉鎖裝置等。

圖1 在線式防誤綜合系統(tǒng)原理圖

2.2 操作步驟

當(dāng)值班人員接到操作令后，首先以合法的用戶身份登錄到五防操作系統(tǒng)內(nèi)，然后在屏幕出現(xiàn)的模擬接線圖上按正確的順序及方式對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行全程模擬，如果值班人員的操作符合五防系統(tǒng)的操作邏輯，則系統(tǒng)會(huì)將該次操作加入到操作票中；反之，系統(tǒng)會(huì)拒絕將本次操作加入到操作票中，并對(duì)拒絕原因加以說(shuō)明。如果安裝有操作票專家系統(tǒng)，那么在值班人員模擬操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)或支持手動(dòng)輸入將二次操作及提示型操作插入進(jìn)操作過(guò)程中，其預(yù)演正確的操作票內(nèi)容可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器導(dǎo)入到電腦鑰匙當(dāng)中，安裝有專家系統(tǒng)的用戶此時(shí)可以將操作票打印出來(lái)，用戶退出登錄（不是停止運(yùn)行），然后值班人員應(yīng)到操作現(xiàn)場(chǎng)，按所帶操作票上要求的順序，用電腦鑰匙執(zhí)行其命令內(nèi)容。當(dāng)操作手動(dòng)一次設(shè)備時(shí)（如手動(dòng)隔離開關(guān)），應(yīng)將電腦鑰匙插進(jìn)相應(yīng)的編碼鎖內(nèi)，通過(guò)其探頭（有線或無(wú)線）檢測(cè)該次操作的對(duì)象是否正確，若正確，則電腦鑰匙會(huì)向五防主機(jī)申請(qǐng)當(dāng)前操作是否允許，若允許，則顯示正確提示信息，同時(shí)開放其閉鎖回路或機(jī)構(gòu)，這時(shí)就可以進(jìn)行倒閘操作；當(dāng)遇到需要由監(jiān)控系統(tǒng)操作的設(shè)備時(shí)，則應(yīng)按電腦鑰匙提示按“確定”按鈕，向五防主機(jī)申請(qǐng)當(dāng)前操作是否允許，若允許，則向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)解鎖命令，監(jiān)控操作結(jié)束并且設(shè)備實(shí)際變位后，電腦鑰匙自動(dòng)上報(bào)操作結(jié)果，然后繼續(xù)下一步操作；當(dāng)遇到需要對(duì)智能鎖具解鎖的操作時(shí)，則應(yīng)按電腦鑰匙的提示按“確定”按鈕，電腦鑰匙向五防主機(jī)申請(qǐng)當(dāng)前操作是否允許，若允許，則向智能鎖具發(fā)解鎖命令，待解鎖成功后再進(jìn)行操作（手動(dòng)或電動(dòng)）；若在操作過(guò)程中將電腦鑰匙插入錯(cuò)誤的編碼鎖內(nèi)或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)改變，電腦鑰匙申請(qǐng)操作時(shí)五防主機(jī)不允許操作，則不能進(jìn)行開鎖操作，同時(shí)電腦鑰匙發(fā)出持續(xù)的報(bào)警聲以提醒操作人員，從而達(dá)到強(qiáng)制閉鎖的目的。全部操作結(jié)束后電腦鑰匙自動(dòng)將操作結(jié)果回傳。

2.3 功能特點(diǎn)

2.3.1 雙網(wǎng)絡(luò)多模式操作方式

（1）雙網(wǎng)絡(luò)：微機(jī)五防系統(tǒng)同時(shí)采用有線通訊模塊和無(wú)線通訊模塊2種通訊模塊，一般都是2模塊交叉運(yùn)行，互為備用；特殊情況下，單獨(dú)模塊也能獨(dú)立運(yùn)行。（2）無(wú)線電腦鑰匙：可選擇無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接票或紅外線接票2種接票途徑，在線和離線均可操作，可對(duì)普通編碼鎖具或智能鎖具進(jìn)行解鎖、閉鎖操作。（3）自動(dòng)化智能鎖具：鎖具具有采集信號(hào)、自我診斷、控制解鎖等功能，既可對(duì)鎖具進(jìn)行在線操作，也可使用電腦鑰匙進(jìn)行操作。（4）多任務(wù)并行操作：防誤主機(jī)可在滿足五防原則與不能交叉作業(yè)的前提下，支持多個(gè)操作任務(wù)并行執(zhí)行。（5）全程防誤：實(shí)現(xiàn)單人操作遠(yuǎn)方監(jiān)護(hù)，并對(duì)單人操作全程防誤。

2.3.2 防誤閉鎖系統(tǒng)

（1）實(shí)時(shí)狀態(tài)采集、對(duì)位。五防主機(jī)不僅可采集現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備狀態(tài)（包括網(wǎng)／柜門、臨時(shí)接地線），還可采集現(xiàn)場(chǎng)智能鎖具的閉鎖狀態(tài)，真正實(shí)現(xiàn)全面實(shí)時(shí)的設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)對(duì)位。（2）實(shí)時(shí)監(jiān)控操作全過(guò)程。電腦鑰匙與微機(jī)五防系統(tǒng)主機(jī)實(shí)行即時(shí)信息交互，監(jiān)控人員可隨時(shí)監(jiān)控操作人員的完成情況。（3）實(shí)時(shí)防誤邏輯判斷及實(shí)時(shí)閉鎖功能。在值班人員進(jìn)行設(shè)備操作時(shí)，微機(jī)五防系統(tǒng)主機(jī)可對(duì)其每一步操作的邏輯進(jìn)行在線判斷，并實(shí)時(shí)了解智能鎖具的狀態(tài)。（4）實(shí)時(shí)異常情況處理功能。在操作過(guò)程中，五防主機(jī)根據(jù)實(shí)時(shí)遙信、遙測(cè)信號(hào)，實(shí)時(shí)分析現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是否誤動(dòng)或跳閘，及時(shí)提供解決措施，有效防止誤操作。

2.3.3 完善的解鎖方式

微機(jī)五防系統(tǒng)具有完善的解鎖方式，在網(wǎng)絡(luò)正常的情況下，值班人員可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制器進(jìn)行在線解鎖或通過(guò)電腦鑰匙進(jìn)行遙控解鎖。若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，值班人員可用電腦鑰匙按照操作票命令要求進(jìn)行常規(guī)解鎖。若電腦鑰匙也出現(xiàn)問(wèn)題，值班人員可用特別準(zhǔn)備的緊急解鎖鑰匙進(jìn)行解鎖。遇到緊急事故時(shí)，電腦鑰匙自帶緊急解鎖功能，可不經(jīng)過(guò)操作票系統(tǒng)模擬，直接對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行操作。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科技水平的發(fā)展，變電所綜合自動(dòng)化技術(shù)對(duì)電氣五防系統(tǒng)的要求進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)電氣閉鎖方式已不能滿足要求。而升級(jí)朔黃鐵路牽引變電所內(nèi)的閉鎖系統(tǒng)，可使變電所設(shè)備的運(yùn)行效率和供電可靠性大大提高，人員責(zé)任事故、設(shè)備事故和故障發(fā)生的幾率大幅下降，檢修成本也隨之降低，從而切實(shí)提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］薛玉喜.電氣五防的選型與設(shè)計(jì)思想［J］.華電技術(shù)，2008，30（10）：23～26

［2］劉雪飛，劉國(guó)亮.關(guān)于變電站五防閉鎖裝置的探討［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008，36（9）：77～79