新型微機變電站裝置分析論文

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摘要：平煤集團電務廠謝莊變電站采用北京許繼的WFW-Ⅱ型微機誤防閉鎖裝置，實現了站內三百多個電氣設備的完整五防閉鎖功能，有效解決了“空程序”的問題，配備了完善的操作票解決方案，并可根據用戶不同需要進行系統更新和維護，為變電站五防提供了新的、可靠的解決方案。

關鍵詞：變電站微機五防解決方案

1、引言：

《電業安全工作規程》規定：“為防止誤操作，高壓電氣設備都應加裝防誤操作的閉鎖裝置”?，F在，防誤裝置已成為防止誤操作、確保變電站的安全運行和保證電氣設備、人身安全的有效而可行的手段。以前的防誤裝置經歷了機械閉鎖和電氣閉鎖兩個階段，近年來，隨著微機防誤技術的應用和發展，微機五防廣泛運用于新建變電站，同時，許多舊的變電站也在進行微機五防系統的加裝或改造。

平煤集團電務廠承擔著平煤集團所屬國有煤礦供電任務，供電可靠率要求高，責任重大。近幾年，電務廠在引進先進設備、技術，以確保安全供電方面不斷探索，取得了可喜的成績。與北京許繼合作，采用新型的WFW-Ⅱ型微機誤防閉鎖裝置，該裝置可根據現場實際情況，編寫相應的“五防”規則，可以實現完整的“五防“功能，并有效解決了“空程序（走空程）”而導致誤操作的問題。這一裝置在集團公司樞紐站－謝莊變電站應用，運行情況良好，具有巨大的推廣應用價值

2、裝置組成及原理

2.1、裝置組成：

WFW-Ⅱ型微機誤防閉鎖裝置是由PC管理機，馬賽克模擬屏，工控主機，電腦鑰匙，通訊充電座，及各種鎖具構成，其結構原理如圖1所示。

PC管理機：可進行智能微機開票，管理操作票，對系統進行調試、設置，實現與工控主機的聯系通信等功能。

馬賽克模擬屏：屏上開關量均為開關結點，由主機監測開關量狀態，開關用“+”字燈表示；臨時接地用插頭；刀閘和地刀用旋扭式開關表示。主機裝在屏體上，馬賽克屏上可配置安全日、時間顯示器等設備。

工控主機：采用WFW-II型主機，是智能模擬屏核心。主機可采集模擬屏上開關量狀態，并對操作人員在模擬屏上的演練進行五防邏輯判斷，禁止違反五防操作票的形成。正確的操作票經紅外通訊傳給電腦鑰匙，主機通過電腦鑰匙回傳信息，監督操作票執行情況，并刷新開關量狀態。WFW-II型主機按工業級工控機標準設計，可靠性高；顯示器采用高亮度大屏幕LCD液晶顯示器，顯示內容豐富；主機內部固化五防邏輯庫，可對模擬屏上一次主接線圖進行五防邏輯判斷；主機配置強大的通訊模塊，可方便地與變電站其它系統連接，共享資源。

電腦鑰匙：為微機閉鎖裝置最關鍵設備，電腦鑰匙從主機接受正確操作程序，并強制性使操作人員按電腦鑰匙上正確操作程序去操作設備，并把操作人員的操作過程公正客觀的記錄下來，以使管理人員考核運行人員工作，操作任務完成后回傳主機，刷新開關量狀態，同時主機記錄下操作過程。

電腦鑰匙在防誤功能基礎上增加了設備巡檢功能，使用方法為在電腦鑰匙菜單中選擇巡檢功能，然后由運行人員將電腦鑰匙插入巡檢設備鎖具內（每一個設備對應一把鎖），電腦鑰匙詢問設備正常與否，由運行人員根據實際情況進行選擇；設備巡檢完后回傳主機，同時，記錄下巡檢內容。

電腦鑰匙采用光電采碼，并特制光電采碼頭，采碼可靠性高；開鎖機構為撥桿式傳動機構，結構簡單、可靠；開鎖機構被設置在密封體內，與電腦鑰匙電路板隔離，防雨性能好；電腦鑰匙采用大屏幕顯示器（128r64點），可控制背光功能，菜單式功能選擇，一鍵控制，因此具有良好的人機關系。電腦鑰匙采用96單片機，硬件設計采用多種抗干擾措施，極大提高了電腦鑰匙可靠性。

充電通訊座：負責對電腦鑰匙充電，并完成電腦鑰匙與其它系統通訊功能，提供一串口；采用220VAC電源，充電通訊座為立式放置，可放平臺上，也可放置模擬屏上，安裝靈活、方便。

電編碼鎖：用于斷路器、電動隔離開關和電動接地刀閘的閉鎖。電編碼鎖在電氣原理上相當于一個常開接點。電編碼鎖閉鎖原理為切斷正常操作回路，使操作無法執行，電氣原理為電編碼鎖串入操作回路，解鎖由電腦鑰匙連通回路。

機械編碼鎖：用于手動隔離開關、接地刀閘、臨時接地線、網門等設備閉鎖。

設備閉鎖的實現方法：

現場一次設備采用以下幾種方式進行閉鎖：

閉鎖對象

閉鎖方式

斷路器

電編碼鎖

電動隔離開關、電動接地刀閘

電編碼鎖或機械編碼鎖

手動隔離開關、手動接地刀閘

機械編碼鎖

網門、柜門

機械編碼鎖

臨時接地線

機械編碼鎖、地線頭、地線樁

特殊閉鎖方式

防止“空程序”

加裝狀態檢測器

線路側驗電

加裝驗電器

防止“空程序”：機械掛鎖具有安裝簡單、使用維護方便的優點，但單一的掛鎖不能強制性防止“空程序”。所謂“空程序”，就是指運行人員用電腦鑰匙打開機械編碼鎖后不實際操作，操作人員通過電腦鑰匙提示信息，人工確認操作完成，并進入下一項操作。我們研制了狀態檢測器，解決了掛鎖機構的強制性防“空程序”問題。在刀閘機械操作機構上安裝兩個狀態檢測器，分別是合位和分位狀態檢測器。利用刀閘的操作手柄作擋片，并使刀閘在合位時手柄擋住分位狀態檢測器，在分位時擋住合位狀態監視器。進行倒閘操作時，先用電腦鑰匙打開機械編碼鎖，如果是合閘操作，刀閘由分位到合位，手柄擋住的合位狀態檢測器露出，此時可按電腦鑰匙提示，把電腦鑰匙插入合位狀態檢測器中確認，如果正確，則可進行下一項的操作。如未操作，由于合位狀態檢測器仍被手柄擋住，電腦鑰匙無法插入其中確認，因此不能進行下一項的操作。這樣就達到了防止“空程序”的目標。

2.2、基本原理：

WFW-Ⅱ型微機防誤閉鎖裝置用馬賽克模擬盤表達現場電氣主接線圖關系，由工控主機對馬賽克盤上開關量進行采集。工控機內存有主接線圖五防邏輯關系庫，因此，主機可監測馬賽克屏上一次操作程序，并監督運行人員一次操作不違反五防規則，運行人員在演練完正確操作步驟后，由主機經通訊座傳給電腦鑰匙，并由操作人員持電腦鑰匙，并根據電腦鑰匙顯示器所提供的操作程序，到現場去操作一次設備；操作人根據電腦鑰匙提示選擇正確操作對象（走錯對象無法開鎖），開鎖后可進行實際操作，并根據電腦鑰匙提示由操作人員確認操作完成，或由電腦鑰匙檢測狀態檢測器方式確認操作完成；當所有操作程序完成后，把電腦鑰匙信息回傳主機，由主機根據回傳信息確認操作票完成，并刷新開關量實際狀態，整個操作過程完畢。

2.3、操作票系統：

開列操作票是電廠、變電站運行中一項必不可少而又相當繁瑣的工作，操作票管理系統正是為減少運行值班人員的工作強度，提高工作效率而設計的。“操作票管理系統”運行于PC管理機，為運行值班人員提供了一個簡易的操作環境，其最大的特點在于實現運行人員利用鼠標就可以完成絕大部分的工作，并為用戶提供了比較熟悉的工作界面，簡便可靠的操作票開具、檢驗及管理，實現了所見即所得的打印功能。

“操作票管理系統”為用戶提供了手工開票以及圖形開票兩種操作票開具方式；并能對開具的操作票進行保存、檢驗、管理及打印等多種管理。

2.4、系統管理：

系統提供了對系統設備、元件及用戶等信息進行綜合管理的功能?？蔀g覽及更新元件庫，以適應設備改擴建的需要；可進行系統數據備份及恢復，一旦數據遭到破壞，可迅速恢復上次保存的數據，保證系統運行的可靠性。

系統實現了向電腦鑰匙傳送操作票，并且能夠接收從電腦鑰匙回傳的操作結果；實現了與模擬屏交換數據；實現了與綜自站系統的通信功能。

系統初始運行時，用戶需要為系統設置數據庫。為此，系統為用戶提供了調試設置的功能，使用戶能夠根據現場的條件對各種操作進行必要的配置與修改，可進行一次接線圖的繪制、設置“五防”閉鎖條件等，使系統滿足不同現場條件的用戶。

3、結論

WFW-Ⅱ型微機誤防閉鎖裝置解決了一般微機五防裝置的“空程序”問題，具備電氣閉鎖和微機五防的所有優點，整合了完善的操作票生成、管理方案，提供高級的系統調度、維護功能，在謝莊變電站應用良好，具有良好的應用推廣價值。