当今微机防误闭锁技术的发展探讨

当今微机防误闭锁技术的发展探讨

珠海优特电力科技股份有限公司李卫青

微机防误闭锁技术诞

生已经20多年了，经不断

的发展和完善，已成为电力

自动化技术领域里的一个

重要分支。当然任何技术都

是在不断向前发展的，微机

防误闭锁技术发展也不例

外，在此对当今微机防误闭锁技术的发展与现存问题做一个抛砖引

玉的探讨。

微机防误闭锁产品的发展可大致分为三代，第一代微机防误装

置的技术突破在于：

1）首次把嵌入式微机控制技术应用到电力系统防止误操作

中；

2）首次抽象出防误闭锁操作规则的数学模型，创立了防误

闭锁逻辑表达式，解决了原机械闭锁和电气闭锁难以实现的复杂操

作闭锁；

3）独创性地使用电脑钥匙、锁具编码识别技术，推出了非

常简单实用的挂锁；

4）现场设备状态采用记忆对位，避免了放置大量电缆，节

省了设备投资。

由于微机防误装置的防误闭锁操作规则编写灵活，能够较好的解决变电站各种复杂操作的防误闭锁难题。产品投入市场后立即得到了广大用户的认可。但受到当时技术水平的限制，人机交互不直观、电脑钥匙体积较大，运行人员在使用过程中觉得不太方便。

随着电子技术和微机技术的发展，特别是分布式控制技术的发展，防误闭锁系统进入了第二个发展阶段，此阶段主要技术改进集中在：

1）分布式处理技术：模拟屏体内部发展成简单的网络，对各个屏内元件的位置采集和控制采用分布在屏内的I/O板卡完成，这样可以提高可靠性；

2）人机界面：模拟屏和电脑钥匙均采用了汉字显示技术，方便了运行人员操作；

3）电脑钥匙功能增加，体积减小，便于携带操作；

4）加强了通讯接口功能，可与变电站监控系统接口，通过监控系统将断路器、电动刀闸等设备状态实时采集，实时对位，进

一步减少了因设备状

态位置不对应而产生

的误操作。

该阶段微机闭锁

技术走向成熟，市场也

逐步扩大，用户在使用

过程中开始认识到各

种防误闭锁装置中，微机防误闭锁装置的防误功能最全面，安装维护简单，故障率低，能够满足运行操作中的各种需求，从而确立了微机防误闭锁设备在变电站防误闭锁领域中的重要地位。

随着变电站自动化技术的发展，微机保护、测控装置迅速被采用，无人值班变电站、集控站迅速推广，变电站日常运行中关键数据量剧增。尤其当事故发生时，大量的报警信息涌向监控计算机，占据了显示屏的主要画面，造成运行人员无法快速根据电网的主接线运行方式和报警信息进行事故判断和处理。再者，计算机易受病毒攻击，常出现死机重启，严重时会造成系统崩溃，需经常维护，给运行人员带来许多负担。运行管理模式的变化，导致运行操作更加复杂化，使得运行人员一时间无法适应。如何让运行人员从海量般繁琐的数据中找到关键数据，从分散的各个设备界面上找到故障设备，降低运行人员的工作负担，成为急待解决的问题。

我公司针对上述问题，组织技术人员认真分析了用户的需求，成功研制出第三代微机防误闭锁装置──变电站综合操作系统。

第三代微机防误闭锁装置的关键技术主要体现在：

1）“三屏合一”综合操作功能：将信号返回屏、模拟屏和控制屏的功能集于一屏。与监控系统接口后，能够将各电气设备的电量参数、全站的设备状态、事故和故障信息在屏上实时显示和报警，能够对设备倒闸操作进行防误模拟预演，可以在屏上对设备直接进行倒闸操作。既节省了空间，又满足“两票三制”的安全管理流程。

2）具有自动对位显示功能：五防主机可与监控系统接口通讯，通过监控系统获取设备（电动刀闸、断路器等）的实时位置信息，实现在线各类状态量自动对位显示；对监控系统没采集的其它设备状态采用电脑钥匙汇报记忆对位方式自动显示，使灯开关模拟屏显示的设备状态与现场的设备状态保持一致。保证设备状态的正确性，是实现可靠防误闭锁的前提。

3）对事故处理能力强：当多重事故、恶性事故发生时，监控系统可将事故和故障信息送至综合操作屏，综合操作屏启动事故报警，将全站的设备状态、遥测数据、故障信息以不同的闪光报警型式全部实时显示在模拟屏上，比强电电控制系统的中央信号屏更完善、更清晰，使运行人员一目了然，可根据主接线运行方式和故障信息快速进行事故定位和处理。

4） RFID技术：由于部分变电站规模增大，特别是集控站的投运，参与闭锁的点数猛增，原来的编码资源已不能满足，而RFID 技术是新近发展起来的用于取代过去条形码智能数字标签，没有重

码，编码识别技术成熟，应用到变电站防误闭锁的锁具上，堵住了重码不安全漏洞，满足了集控站管辖范围设备多的需求；

5）电脑钥匙功能增强：采用大屏幕显示器，可一屏显示完整的操作步骤。传输采用IrDA高速红外传输口，具备GPRS远程传输功能，大容量可充电锂电池，现场操作录音功能等都得到支持。

6）嵌入式网络通信技术：由于变电站逐步走向数字化，各设备信息都采用通信方式传输到综合操作屏，对各种标准规约的支持，使得综合操作屏适应不同接口的变电站自动化系统。

7）嵌入墙体

的综合操作屏的成功

开发：以与网络控制、

智能控制、强电控制

等功能的完善，使得

屏体不占用建筑面

积，还增加了备用操

作功能。

自1999年UT-2000综合操作屏推出以来，已被2000多座变电站采用，现已成为变电站防误闭锁的首选设备。

技术的发展源自于新需求的不断出现，在变电站自动化技术的不断推广、无人值班越来越多、集控中心广泛建立，对微机防误闭

锁技术提出了许多新的要求：

1）对遥控操作的设备缺乏有效的闭锁手段: 使用计算机监控的变电所或集控站，由于软、硬件故障或监控的‘五防’功能不完善，缺少对遥控操作的硬闭锁手段，曾出现过由于雷击，程序紊乱等装置自身故障引起的开关、电动刀闸误动而造成的恶性事故。有关部门曾对全国40多个采用计算机监控的高电压等级变电所进行了现场调查，其结论是：“各变电所的监控系统虽然具备控制功能，但大多数用户都因对控制的安全性存在顾虑而未使用或干脆拆除了这项功能，大部分监控系统的控制功能基本上形同虚设”。这就说明目前采用计算机监控系统的变电所对遥控操作的设备缺乏有效的闭锁手段，从而使监控系统不能发挥应有的功能。

2）对地线、网门等无法采集在线监测的设备缺乏有效的闭锁手段：目前，发电厂、变电所仍存在着一些多发性的误操作，其中出现机率最高的是带电挂地线（合地刀）和带地线（地刀）合闸。原国家电力公司1998～2000年三年的统计资料显示，在技术分类的158项误操作中，上述误操作多达122次，占误操作总数的77.2％。目前使用的接点串联闭锁电磁锁解锁操作的方式，可以说是几十年经验证明不可用的。辅助接点的不可靠、电磁锁的不可靠、敷设电缆过多和电气接点组成逻辑闭锁的固有敝端等，都将继续证明是不可用的。

3）无人值班后，集控站作为运行主体，而一次设备又都在变电站（受控站），集控站操作、就地操作、检修操作防误闭锁实