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文檔簡介
變電站中的大型五防系統(tǒng)
隨著能源系統(tǒng)的發(fā)展,能源站的運(yùn)行管理也不斷更新。從最初的“無人服務(wù)”到后來的“多人服務(wù)”,我們可以從系統(tǒng)中推廣“綜合控制站”的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬C合運(yùn)維站管理”。新的運(yùn)行模式帶來提高勞動生產(chǎn)率、減人增效結(jié)果的同時,也對電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行提出新的要求。由于變電站的電氣誤操作可能造成大面積停電、設(shè)備損壞、人身傷亡,甚至引起電網(wǎng)振蕩瓦解等嚴(yán)重后果。防止和控制電氣誤操作事故是電力行業(yè)反事故措施的一項(xiàng)重要內(nèi)容,是保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要條件,防止電氣誤操作一直是變電運(yùn)行工作的重中之重,對于擔(dān)負(fù)著多個變電站操作任務(wù)的運(yùn)維站更不能忽視此項(xiàng)工作?!拔宸馈边@一概念由此在行業(yè)內(nèi)得以開展。五防系統(tǒng)是防止電氣誤操作最直接也是最有效的技術(shù)措施,管理好“五防”系統(tǒng)的使用,能對各種系統(tǒng)方式改變,按照規(guī)則進(jìn)行判斷、推理,以確保倒閘操作的正確無誤,對防止誤操作、誤調(diào)度有重要作用,大大提高了調(diào)度自動化系統(tǒng)管理水平,保證了電網(wǎng)安全運(yùn)行。一、五段防御系統(tǒng)的總結(jié)1.防的“三同時”設(shè)計電氣設(shè)備“五防”的要求于1990年在我國電力系統(tǒng)中提出,并以法規(guī)形式行文規(guī)定了電氣防誤的管理、運(yùn)行、設(shè)計和使用原則。按照規(guī)定,新建、擴(kuò)建、改造的工程未安裝防誤裝置,或者已安裝但驗(yàn)收不合格的電氣設(shè)備不能投入運(yùn)行;項(xiàng)目管理單位在投運(yùn)前必須要督促施工單位對防誤閉鎖系統(tǒng)做到“三同時”;防誤裝置的設(shè)計應(yīng)遵循的原則是:凡有可能引起誤操作的高壓電氣設(shè)備均應(yīng)裝設(shè)防誤裝置和相應(yīng)的防誤電氣閉鎖回路。從這個原則出發(fā),提出了“五防”規(guī)定:防止誤分、誤合斷路器;防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān);防止帶電(掛)合接地線(開關(guān)):防止帶接地線(開關(guān))合斷路器(隔離開關(guān));防止誤入帶電間隔。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,五防的發(fā)展經(jīng)歷了機(jī)械閉鎖、電磁閉鎖、電氣閉鎖、機(jī)械程序鎖和微機(jī)閉鎖幾個階段。但由于技術(shù)上的原因和防止誤操作設(shè)備可靠性不高,并未完全有效杜絕誤操作的發(fā)生。隨著計算機(jī)編碼技術(shù)、通信技術(shù)及控制技術(shù)的快速發(fā)展,微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)得到了長足的發(fā)展。而近年來,隨著數(shù)字化變電站、智能變電站的投入使用,五防系統(tǒng)與變電站綜合自動化相結(jié)合日益突出。2.在線式五防系統(tǒng)目前新建和改造變電站時均采用微機(jī)五防系統(tǒng),而微機(jī)五防系統(tǒng)依照是否與變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),分為獨(dú)立五防和一體化五防兩種方案。(1)獨(dú)立五防系統(tǒng)。獨(dú)立五防系統(tǒng)是指微機(jī)五防系統(tǒng)獨(dú)立于變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)。在設(shè)置五防系統(tǒng)之初,五防生產(chǎn)廠商依據(jù)五防原則設(shè)置完整的全站電氣設(shè)備閉鎖功能,當(dāng)遠(yuǎn)方操作時可以通過專用的微機(jī)五防系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)全站的五防功能,在現(xiàn)場操作時則由電腦鑰匙和機(jī)械鎖具實(shí)現(xiàn)閉鎖功能,在受控設(shè)備的操作回路中串入間隔的閉鎖回路,從而可靠地實(shí)現(xiàn)五防閉鎖功能,由于此系統(tǒng)有著良好的可靠性、便捷性,成本相對低廉,目前成為東麗供電公司轄區(qū)內(nèi)28所變電站的主流五防閉鎖系統(tǒng)。獨(dú)立五防系統(tǒng)技術(shù)趨于成熟,且成本相對較低,目前廣為運(yùn)用,此外,它還有著如下優(yōu)點(diǎn):一是功能完整性。獨(dú)立五防系統(tǒng)由主機(jī)、機(jī)械編碼鎖、電腦鑰匙、模擬盤、電氣編碼鎖等功能元件組成,是一個完整的五防系統(tǒng),在編制系統(tǒng)軟件時可以僅僅依靠閉鎖邏輯和現(xiàn)場鎖具來實(shí)現(xiàn)對全站電氣設(shè)備的閉鎖。二是安全性高。由于獨(dú)立五防系統(tǒng)與變電站后臺監(jiān)控相對獨(dú)立,五防系統(tǒng)不會受到后臺機(jī)運(yùn)行方式的干擾,獨(dú)立完成五防閉鎖功能,具有很好的安全性能。三是操作便捷。由于獨(dú)立五防系統(tǒng)采用獨(dú)立的主機(jī),在功能上可以依據(jù)操作需要對多個不相關(guān)聯(lián)的設(shè)備進(jìn)行操作,從而大大提高工作效率。此外,運(yùn)行人員可以依照變電站現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行的實(shí)際情況來對待操作設(shè)備進(jìn)行人工定位,五防系統(tǒng)僅完成對其邏輯上的判斷,功能性明確簡單,使用維護(hù)方便,操作簡便。獨(dú)立五防系統(tǒng)有著以上諸多優(yōu)點(diǎn),然而隨著變電站綜自水平日益提高,獨(dú)立五防也暴露不足之處:存在資源浪費(fèi),獨(dú)立五防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、畫面等都不能與變電站后臺自動化監(jiān)控系統(tǒng)通用,每投運(yùn)一所變電站就需要重新制作,大大增加了維護(hù)工作量和使用的復(fù)雜性,且獨(dú)立五防和自動化系統(tǒng)有著各自的主機(jī),存在資源浪費(fèi),增加成本。(2)一體化五防系統(tǒng)。隨著自動化水平的日益提高,新技術(shù)越來越多地應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,綜合自動化系統(tǒng)在數(shù)字化變電站、智能變電站應(yīng)用趨于普及,它將變電站的各種模擬量信息采集到自動化系統(tǒng)的中央處理器中,系統(tǒng)利用這些信息,通過防誤邏輯判斷編制程序,從而實(shí)現(xiàn)防誤判斷。將邏輯判斷結(jié)果通過控制軟件輸出實(shí)現(xiàn)正常操作。一體化五防系統(tǒng)就是建立在獨(dú)立五防系統(tǒng)基礎(chǔ)上,取消獨(dú)立五防,將五防系統(tǒng)嵌入監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中,合二為一,實(shí)現(xiàn)高度的自動控制,從而實(shí)現(xiàn)提高資源使用效率和資源信息高度共享。一體化五防克服了獨(dú)立五防資源浪費(fèi)的問題,將自動化后臺監(jiān)控與微機(jī)五防相結(jié)合,使二者實(shí)現(xiàn)資源的實(shí)時共享,且監(jiān)控畫面實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一,便于運(yùn)行人員更加熟練地掌握和操作。同樣,一體化五防也有著其相對欠缺的地方:一是可靠性不夠。由于監(jiān)控系統(tǒng)與防誤裝置來自不同的廠商,目前沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在設(shè)計上各自為政,導(dǎo)致監(jiān)控系統(tǒng)和防誤閉鎖裝置不能很好地融合,致使部分功能缺少。且對于通信及時的要求也更加苛刻。二是運(yùn)行維護(hù)困難。一體化五防系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)與五防系統(tǒng)的融合,不僅具有監(jiān)控的功能,還得有遙控功能,此外還得具備防誤功能,這些必然導(dǎo)致在一次系統(tǒng)圖上界面趨于復(fù)雜,由此產(chǎn)生的設(shè)備調(diào)試、維護(hù)工作大大增加,且在產(chǎn)品升級換代時也會產(chǎn)生諸多不便,給運(yùn)行維護(hù)帶來不便。(3)在線式五防系統(tǒng)。隨著變電站技術(shù)逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及一體化共享模式發(fā)展,結(jié)合數(shù)字化變電站的新理論、新技術(shù),在線式五防系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了三點(diǎn):一是防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫,五防模塊與自動化系統(tǒng)的其他應(yīng)用模塊一樣從同一個實(shí)時庫獲得數(shù)據(jù)。二是防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫組態(tài),五防數(shù)據(jù)直接從自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)中挑選測點(diǎn),編輯五防屬性,如合分規(guī)則、操作術(shù)語等。三是防誤閉鎖軟件與自動化系統(tǒng)具有統(tǒng)一的畫面編輯,可以直接采用自動化系統(tǒng)的畫面作為五防的畫面。同時,它能很好地適應(yīng)于當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)正在推廣的“調(diào)控一體化加運(yùn)維操作站”的管理模式,能較好地解決在地域上涉及幾所變電站的倒閘操作情況。為同時在地域上分散的變電站之間的倒閘操作提供很好的安全屏障,實(shí)現(xiàn)站間閉鎖功能?;谝陨嫌布A(chǔ),在線式五防系統(tǒng)具有以下幾個優(yōu)點(diǎn):(1)實(shí)時性。由于在線式五防模塊與自動化系統(tǒng)的應(yīng)用模塊一樣從同一個實(shí)時庫獲得數(shù)據(jù),保證倒閘操作一次設(shè)備之間的實(shí)時對應(yīng)關(guān)系,這一點(diǎn)對于目前系統(tǒng)內(nèi)普遍實(shí)行的調(diào)控一體和運(yùn)維一體化有著很重要的作用。眾所周知,在目前廣泛實(shí)行的運(yùn)維一體化背景下,一個操作隊(duì)所管轄的變電站可達(dá)十余座,通常會存在其中的幾座變電站出線會作為其他幾所變電站的電源進(jìn)線,在這種情況下,電源出線故障或者檢修必然會涉及到其下屬變電站運(yùn)行方式的變化,這時,在線式五防就能及時顯示此時倒閘操作所涉及變電站的一次設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行方式,并能隨各變電站實(shí)時自動更新,以保證運(yùn)維站防誤工作站與子站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一致性,從而能在變電站層面上更好地實(shí)現(xiàn)五防功能,這樣在進(jìn)行子站開票、模擬預(yù)演、五防閉鎖邏輯判斷上不僅僅只是有調(diào)控人員把握抉擇,而多了一層五防系統(tǒng)判斷,實(shí)現(xiàn)集控層、站控層、間隔層的多彩次防誤閉鎖,從而大大提高系統(tǒng)運(yùn)行安全行。(2)防誤主站既可以監(jiān)護(hù)子站的開票過程,也可以跟蹤操作過程,一旦發(fā)現(xiàn)操作有誤可以在主站端停止開票或終止操作。(3)支持站間閉鎖功能。由于在線式五防能夠從主站端準(zhǔn)確地檢測到各子站的運(yùn)行方式,從而主站能夠?qū)崿F(xiàn)子站間的邏輯條件閉鎖,防止誤操作的發(fā)生,可以防止站與站之間聯(lián)絡(luò)線上設(shè)備的閉鎖,防止兩個有邏輯閉鎖的設(shè)備之間發(fā)生惡性誤操作。(4)多任務(wù)操作功能??梢栽谖宸老到y(tǒng)上同時進(jìn)行多個操作任務(wù),有多位運(yùn)行人員進(jìn)行不同的操作任務(wù),并且能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的唯一操作權(quán),設(shè)備在每次操作前,子站設(shè)備都必須向集控中心防誤系統(tǒng)主站申請操作權(quán)。不同子站可以同時向主站申請到操作權(quán),對本站進(jìn)行模擬預(yù)演并操作,但當(dāng)子站獲得操作權(quán)后,主站系統(tǒng)則不能對相應(yīng)的子站進(jìn)行開票。同理,當(dāng)主站獲得某個子站的操作權(quán)后,相應(yīng)的子站也不能再對本站進(jìn)行開票,這樣確保了操作權(quán)的唯一性,提高了集控系統(tǒng)操作的安全性。目前,在線式五防系統(tǒng)負(fù)荷是目前運(yùn)維站的運(yùn)行管理模式,可以加大推廣,但在線式五防系統(tǒng)的推廣還需要在以下幾方面加以改進(jìn)提高:(1)在線式五防對于通訊的依賴程度很大,不能及時反饋系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行方式,在線式五防將不能正常工作,甚至還可能引發(fā)誤操作。(2)在線式五防系統(tǒng)的靈活運(yùn)用需要運(yùn)行人員具有相應(yīng)的五防閉鎖的相關(guān)知識,這就需要加大對人員的培訓(xùn)力度,提高運(yùn)行人員的業(yè)務(wù)水平。五防系統(tǒng)能否在生產(chǎn)中起到應(yīng)有的作用在很大程度上決定于運(yùn)行值班人員運(yùn)用的熟練程度,因此,對于人員的培訓(xùn)需要極大加強(qiáng),加快對系統(tǒng)的熟悉程度,從而使系統(tǒng)能夠最大程度發(fā)揮其功能。(3)由于在線式五防系統(tǒng)涉及到不同的站端,因此,在進(jìn)行變電站建設(shè)、改造過程都需要納入在線式五防系統(tǒng)的邏輯判斷,做好五防系統(tǒng)的相應(yīng)變更,使改造完的五防系統(tǒng)與一次設(shè)備同時投運(yùn),從而有效提高變電站安全操作和運(yùn)行管理水平。二、防系統(tǒng)有待進(jìn)一步完善和完善隨著計算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,變電所自動化技術(shù)對電氣五防系統(tǒng)要求進(jìn)一步提高,傳統(tǒng)電氣防誤閉鎖方式已不能滿足要求,而作為變電所自動化運(yùn)
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