摘要:计算机技术的发展为电力系统自动化和五防闭锁提供了强大的技术支持。但由于多年来五防闭锁和计算机监控系统一直是被割裂开来、独立发展的,这无疑是一种资源和工作量的浪费,同时也是2个独立系统弊端的根源所在。该文针对五防闭锁和计算机监控系统的现状,分析了2个独立系统的优、缺点,指出了将2个系统合并的意义及必须具备的条件,并对五防闭锁与综合自动化监控系统的合并提出了具体建议。
关键词:变电站;计算机;五防闭锁;监控系统;合并;供用电
一、五防闭锁与计算机监控系统2系统合并的合理性分析
1.1 2系统相对独立的缺点
由于设备独立,环节较多,因而造成资源浪费,现场设备复杂,对运行人员的水平要求较高;设备故障点多,维护量大,一定程度上影响了系统正常使用;通信接口困难,甚至不同厂家的闭锁与监控不能实现通信;可用信息量受到限制,致使监控中心不能监视到想要的信息;误码概率增大,甚至会导致设备误动、拒动;操作时间,特别是事故处理时间延长,从而导致事故扩大。
1.2 2系统合并需具备的条件
(1)计算机监控系统必须采用综合自动化方式。因为常规RTU方式的内部微机芯片功能较弱,不能胜任五防闭锁等复杂程序的逻辑判断、计算、推理和运行。
(2)在综合自动化主系统智能芯片功能未达到一定水平的情况下,站端应具备当地微型后台机系统,必须实现五防功能。
(3)综合自动化主系统智能芯片功能达到较高水平时,五防功能可直接融入监控系统,在综合自动化主系统上同步运行。
1.3 2系统合并的优点
(1)可大大减少模拟操作时间。这将使现场的正常操作和事故处理更快捷,同时可避免因使用紧急解锁而发生误操作的可能性。
(2)可减少监控系统对现场实时信息的硬性采集。这可节约大量的电缆和现场安装工作量,同时经模拟和实际操作生成的信息也更完善、更可靠,避免了因断路器、隔离开关等设备的辅助接点接触不良而造成的错误信息。
(3)不存在通信接口压缩信息量的问题。监控系统许多无法硬性采集的信息都可用软信息实现,如开关柜网门、挂接地信息等,只要需要就可大量生成这种信息并使用。
1.4 2系统合并需要解决的主要问题
(1)将五防闭锁程序合理地嵌入计算机监控系统运行程序,形成监控五防一体化系统。程序嵌入方式有二种:一种是五防和监控的软件相对独立,各自运行自己的程序,实现软件接口;另一种是五防闭锁与计算机监控系统的软件同时设计,彼此渗透,相辅相成,浑然一体。后一种合并方式是彻底的合并方式,但需要五防闭锁和监控系统厂家通力合作,共同研制开发。
(2)计算机监控系统的信息规约标准需要全面修订。原电力部制定的通信规约仅适应于常规远动系统;即使后来出现的综合自动化及五防规约,各厂家也不统一,各自为政;五防闭锁与计算机监控系统合并后,更要实施新的统一的规约。
(3)采取必要的强制性“硬”闭锁措施实现系统安全防护。防止五防闭锁与计算机监控系统合并后由于系统运行程序实现功能复杂而出现系统运行程序紊乱、错码及装置自身故障等现象,因为这些因素极易引起监控失灵、断路器和隔离开关设备误动等恶性事故。
二、五防闭锁与计算机监控系统现状
2.1 五防闭锁现状
(1)采用微型计算机为主控设备,根据电力系统对倒闸操作的五防要求和现场设备的状态,按照电力五防规则进行判断、推理,编制应用软件。执行模拟操作时,先生成操作程序和操作票,凡违反规则的模拟操作则拒绝执行,从而保证了操作票和操作程序的正确性。
(2)配备专用电脑钥匙,由专用通信装置接收计算机主控设备模拟操作程序。实际操作必须按模拟生成的程序进行,否则拒绝执行,达到强制性闭锁目的。
(3)现场断路器、隔离开关等设备配置闭锁专用编码锁具,实际操作必须与模拟程序、步骤相一致时方能打开编码锁进行操作,跳项或漏项则拒绝执行。
2.2 计算机监控系统现状
计算机监控系统分为站端监控系统和调度自动化主站2部分。
（一）站端计算机监控系统
站端计算机监控系统可分为常规远方终端装置RTU)四遥方式与综合自动化方式2大类:
(1)常规RTU四遥方式。主要特点是保护、监控相对独立,相互影响较小;系统I/O接口具备多重性,比较复杂;保留常规变电站的中央信号、控制盘及光字牌等;二次系统的典型设计基本上能满足无人值班要求,但各回路的改动量大,回路复杂;其他自动装置难以接口,且硬件投资较多。这种方式仅适用于常规变电站的无人值班改造。
(2)综合自动化方式。主要特点是集变电站的二次系统功能如保护、测量、控制、远动功能于一体,信息高度共享;系统I/O接口统一,结构较简单,可靠性较高,吸收的一次功率较低;取消了常规变电站的中央信号盘、控制盘及光字牌等有人值班变电站的冗余环节;便于进行远方管理,如保护定值、保护压板(软压板)的远方操作等;其他自动装置(如电压/无功控制、备用电源自投、低周减载等)接入方便,且硬件投资少。这种方式适用于新建变电站以及二次设备需要更新换代的变电站。
（二）调度自动化主站计算机监控系统
调度自动化主站计算机监控系统已很成熟。电力系统就是利用了这种监控系统与各站端计算机监控系统相配合,实现对各厂站设备的远方监控。其完成的主要工作有远方变电站遥测、遥信信息的监视;断路器、隔离开关等设备的遥控;母线电压、无功补偿等模拟量的遥调。另外,调度自动化主站计算机监控系统与站端综合自动化系统配合还可实现远方调整保护定值、投切保护压板及无功电压优化等功能。监控中心的监控工作站作为调度自动化主站计算机监控系统的一部分,主要负责各无人值班站的一次、二次设备的实时监视与控制,其发生误操作主要是误遥控问题。因此监控中心的防误遥控问题被列入了“防止电力生产重大事故的二十五项重点要求”中。
三、对2系统合并方案的建议
3.1 基于目前状况的合并方案
(1)五防闭锁与常规RTU四遥监控系统的合并方案。由于常规四遥监控系统智能芯片功能较弱,因此实施二者合并时需配备当地功能计算机,方能运行五防闭锁应用软件。对已配微机五防的厂站,可直接利用当地五防闭锁微机开发当地功能。将2套独立软件进行链接就可实现五防闭锁与监控系统的合并。
(2)五防闭锁与综合自动化监控系统的合并方案。对综合自动化监控部分已设后台机的系统,将五防闭锁应用软件直接移植到后台机上,实现2套软件链接就可实现五防闭锁与综合自动化监控系统的合并。对综合自动化监控部分未设后台机的系统,则需配备后台机系统,并将五防闭锁应用软件直接移植到后台机上,实现2套软件链接即可。
3.2 2系统完全合并方案
这种方案是基于五防闭锁与综合自动化监控系统厂家联合研制开发的方式。这种合并应是五防闭锁与监控功能完全融合,彼此相互依存、相互制约的合并,是完全意义上的合并。主要方式有:①站端五防闭锁与综合自动化计算机监控部分后台系统的完全合并;②站端五防闭锁与综合自动化计算机监控部分主系统的完全合并;③监控中心集控式防误操作和防误遥控与调度自动化主站系统监控中心监控工作站的合并。
结语：
国内目前真正开展五防闭锁与计算机监控系统合并工作的厂家不多。珠海优特公司推出的集常规TRU、控制屏、五防闭锁于一体的UT2000综合操作系统,首次进行了五防闭锁与计算机监控系统的融合。该方案主要从系统整体角度考虑,对综合操作屏、监控系统和通信管理机等各独立的防误闭锁功能进行了有效协调,形成对系统全方位的防误闭锁。这种合并方案具有一定的实用价值,无疑是五防闭锁与计算机监控系统合并的一个良好尝试。
参考文献：
[1]杜永平.五防闭锁与计算机监控系统合并的合理性分析[J].电力设备,2016(09):33-35.