基于网络安全的变电站智能五防解锁钥匙管理系统的开发

基于网络安全的变电站智能五防解锁钥
匙管理系统的开发
摘要：随着变电站综合自动化技术和智能化运维水平的不断提高，微机五防
闭锁系统在变电站的广泛应用，为防止电气误操作提供了重要保障。

但是，作为
一种设备，微机五防闭锁系统本身也可能出现故障。

一旦出现故障，将影响正常
的开关操作。

为了避免微机五防锁系统故障带来的不良影响，五防锁配备了万能
开锁钥匙(简称“开锁钥匙”)。

解锁钥匙可以在紧急情况下解锁设备上的五防锁，以免影响正常的刹车换向操作。

由于开锁钥匙不需要逻辑判断，也不采取任何防
误措施，在使用过程中可能会出现人随意开锁的误操作事故。

本文主要分析了基
于网络安全的变电站智能五防解锁密钥管理系统的开发。

关键词：智能五防解锁钥匙箱；移动授权APP；网络安全；动态密码；远程
授权；语音告警；网络系统
引言
基于网络安全的变电站智能解锁钥匙管理系统的开发，可以解决目前五防钥
匙使用管理的不足，有效规范操作人员解锁钥匙的使用和设备操作，加强解锁钥
匙的审批管理，杜绝随意解锁操作的违法行为，避免电气误操作事故的发生，进
一步应用和完善五防钥匙在变电站智能运维中的管理。

1、微机五防闭锁系统原理简介
微机五防闭锁系统采用计算机作为操作界面，主要配备有故障安全主机、图
形软件、计算机钥匙和充电站、各种锁存器及相关附件。

该系统预先绘制了主系
统接线的仿真图，实现了与后台监控系统的相互通信，实现了主设备的自动对准。

同时添加相应的逻辑控制规则，并通过安装专用锁强制主设备锁定。

该系统对操
作步骤的操作票进行了一系列仿真、预览、检验和传输，操作人员根据仿真预览
后的操作票顺序操作设备，从而避免了正常情况下操作过程不当造成的各种电气
设备的误操作，满足了五项预防要求。

微机化五防闭系统中的设备装置能够直观地通过屏幕上的模拟元件反映系统的工作状态，通过存储方位或与监控系统通信来接收监控系统发送的实时远程信号，并检测屏幕上的元件状态是否与设备的实际工作状态相匹配，如果不匹配，则自动对准并更新状态。

仿真过程中，根据开关操作任务在防误伺服上进行仿真预览，验证操作票是否正确。

操作错误时，相应的信息会显示在显示屏上，同时发送音频报警和错误信息，从而达到了防止各种误操作、发挥模拟训练作用的目的。

仿真样品后，微机五防锁系统自动存储并传输正确的操作内容至计算机密钥，操作人员根据计算机密钥显示的设备编号进行制动翻转操作。

该计算机密钥检测出违反五项防范规定或者不符合操作票的强制运行锁定装置，通过其内部凝固锁定逻辑判断出故障类型，并通过语音指令和液晶显示向操作人员发出警告。

制动开关操作完成后，计算机密钥将重新插入故障停止主机，字段信息或状态将通过计算机杆返回到故障阻止系统，使屏幕上的设备状态与现场设备测试状态相匹配。

2、变电站五防解锁钥匙管理现状
当前，变电站五个防解锁钥匙的管理方法比较落后，各自独立，主要分为变电站管理和变电站部门管理。

关于变电所的管理，变电所的五级预防释放钥匙一般存放在装有玻璃或五级预防钥匙箱的专用五级预防释放箱中，钥匙孔用专用五级预防印章密封，用于变电所的管理，其中包括变电所的名称、释放时间、包装时间和变电所管理部门的印章。

变电站需要解锁时，必须拆下封条，打开钥匙箱或钥匙箱，取出钥匙供使用。

变电站部门的管理中，变电站的管理重点是对所有变电站的五个预防解锁钥匙盒进行密钥管理，这些钥匙盒存储在专用的五个预防钥匙柜中。

当变电站需要解锁时，钥匙将从专用钥匙柜中取出，并交付给专用变电站使用。

正常操作的解锁是指操作者在正常操作过程中确实需要使用解锁钥匙时，向分层负责人、站负责人和操作部门负责人逐步授权，例如防误操作装置失效。

3、智能变电站中五防闭锁功能模型的实现方式
3.1电气防误闭锁
电气防误闭锁电路是通过连接相关设备的辅助触点实现的。

作为场电锁定技术，其形式并不复杂，是一种基本的电锁定形式，但其锁定效果的可靠性却是其
他方法和技术所无法比拟的。

但是，该方法也有一些缺点，即只能通过连接大量
二级电缆来实现其电气抗干扰功能，布线模式过于复杂，使得以后的工作中很难
维护线路。

此外，完整的“五个预防措施”功能，不仅是为了有效防止开关、绝
缘子和地面刀的误操作，而且也是为了有效地防止误操作进入实时绝缘。

从这个
意义上讲，电气误操作行为锁定电路是无法实现的。

面对电气防误闭锁电路的缺点，技术人员不断改进，使电路的锁定方法更加多样化有效，提高了电路在电气
防误控制中的舒适度和可靠性。

但是，复杂线路和许多区间等问题仍然难以克服，因此需要消耗大量电缆，这也带来了刀开关辅助触点不可靠和室外电磁锁定机构
轻微损坏等缺点。

3.2机械闭锁
机械锁定装置，如其名称所述，旨在通过机械结构之间的连接和约束来实现
锁定功能。

这也是一种非常常见的防误操作装置，能够有效地实现相关装置的锁
定功能，因此无法操作。

机械锁是通过限制和限制机械设备实现的，因此不需要
电子钥匙和终端等其他设备来支持，也不需要其他相关信息。

因此，变电站中机
械锁定装置广泛应用，特别是在母线侧仪表与地面仪表之间的锁定装置中。

机械
锁紧装置具有很好的应用效果，使用非常简单的装置，一次只能当场插刀一个开关。

机械锁具有明显的优点，不仅直观醒目，而且结构稳定，一般不会失效。

但
是机械锁定装置的应用范围相对有限。

通常，它只能用于在开关柜和一些刀口开
关之间锁定，但不能用于更大范围的机械锁定。

3.3程序锁
由于组件通常存在操作控制距离限制问题，许多操作设备无法应用于室外配
电设备，导致资源分配优化过程不中断。

但是，五防系统中的程序锁是基于操作
部件的顺序，以密钥为传输介质，在限制设备的运行控制距离方面取得了重大突破，扩大了相关设备的应用范围，提高了其在室外环境中的应用前景，从而实现
了室内分隔配电设备的连接目的，以及开关设备与柜外配电设备之间的双向密封
和锁定。

程序锁定的优点和缺点并存，必须在一条从起点到终点的道路上进行，
中间不中断，从而确保程序锁定的可靠性。

但是，如果没有第一个锁，程序启动
就无法实现，从而无法充分发挥程序锁定的功能，也无法反映其功能。

3.4传统的微机五防系统
借助计算机和网络通信技术在变电站自动化系统中的应用，计算机五级防范
系统可以防止和干预高压开关设备的电气误操作。

一般情况下，防误操作闭锁装
置包括开关、刀口开关、接地电线(接地电线刀口)和阻塞电源门(开关柜门)。

这
些设备受系统软件的控制，因此其应用程序符合软件编写的操作锁定规则，从而
通过实现电气代码锁定和机械代码锁定来显示其锁定状态。

3.5电气闭锁
电锁的主要原理是基于器件电磁线圈效应的电磁锁。

该锁定方法的优点在于
操作简单，需要特殊支持和明确的逻辑。

但就目前的实际应用而言，也存在以下
问题:首先，电锁通常没有反向锁定功能，必须与电机驱动电路相配合才能实现
正转向。

第二，电锁的环境有一定的要求，特别是电磁线圈可能因湿度而损坏，
因此其稳定性相对不足。

结束语
作为变电站高压开关柜的一把锁，规范使用可以有效保证变电站运维设备的
安全运行，迫使操作人员遵循既定的安全操作规程，从而避免误操作事故的发生。

通过本项目成果的推广应用，可有效防止无关人员擅自使用五锁解锁钥匙，提高
管理效率，规范操作流程，为智能电网发展提供必要的技术保障。

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