浅谈智能化视频联动微机五防系统方案

张荣森

摘 要：变电运行专业的核心业务主要是倒闸操作、设备巡视和事故处理，保证变电运行专业在从事核心业务的过程中安全无事故，是衡量变电运行管理水平高低的重要标志。纵览有史以来的安全生产事故，变电运行专业占有较大比例。如何从纷繁复杂的事故中，寻求事故发生的内在规律，尽量减少事故的发生，将对我们实现安全生产可控、在控、能控的目标发挥重要作用。

关键词：事故 微机五防技术 智能化视频

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0077-02

1 影响变电运行安全生产的主要因素及原因分析

依据供电公司典型事故案例汇编，通过对供电公司有史以来影响变电运行安全生产的关键事故因素统计分析，影响变电运行安全生产的关键因素，主要是人员倒闸误操作（占73%）和外部环境因素（占27%）而造成，尤其以一次系统的人员责任误操作事故为甚，是导致变电运行事故的主要方面。因此，杜绝人员误操作事故是建设智能化坚强电网迫在眉睫的问题。最终我们开发具备在线检测功能的智能化微机五防闭锁模拟屏。

通过变电站微机五防闭锁模拟屏实时在线与一次设备实时状态互动，使得不符合操作条件的非正常操作在模拟时得到及时制止，终止错误的操作，在准备阶段就预防一次设备误操作事故的发生。实现视频联动，保证设备操作的可视化并根据实际设备结构特性、位置信号输出、设备操作关联度，使设备本身具备的电气闭锁、机械闭锁与微机闭锁锁具有机地结合，实现人员现场错误操作的强制制止。

2 措施办法

通过集体讨论方案，分类对进行各站使用情况汇总，本着可靠安全、经济实用的原则提出了3套方案：完善传统电气防误闭锁，对操作过程利用微机进行模拟；采用机械闭锁方式对一次设备进行逻辑闭锁，将机械锁纳入微机程序管理；采用微机五防技术的原理与应用，实现视频联动完善闭锁功能。

（1）完善传统电气防误闭锁，需要通过开关和刀闸的辅助接点进行联锁，设备投运后部分设备接点已无法增加，实用性差（A=2）。二次回路接点长期暴露在空气中易生锈，造成接触不良，可靠性差（B=3）。电气闭锁对于没有辅助接点的设备不能进行闭锁，完美性差（C=2）。电气闭锁元件简单，每个辅助接点25元，二芯通讯电缆2 000 m，价格700元，至少需要2人10工时，微机配置费（含程序编写费用）20 000元。以旧站改造为例，材料费和施工费：25×200+700+20000+2×10×300=31700元，投入较少，经济性高（D=4）。

（2）采用机械闭锁方式对一次设备进行逻辑闭锁，对闭锁钥匙进行编号放置。传统电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点联接来实现闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难。新的微机五防系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，可以实现较为完整的“五防”功能。只是在微机系统故障而解除闭锁时，五防功能完全失去。另外，微机五防系统还存在操作过程中漏项导致误操作的问题。停电操作时，先进行微机模拟，正确后再按照钥匙编号按操作票取钥匙进行操作，送电时则反之。另外，机械锁的物理特点决定了其在二次回路上不能应用，产生盲区，实用性、可靠性、完美性差（A=2，B=2，C=2），机械闭锁挂锁无特殊工艺，设备上可以加装锁鼻，价格便宜，每个挂锁及锁鼻30元，至少需要2人10工时，微机配置费（含程序编写费用）20 000元。以旧站改造为例，材料费和施工费：30×150+2×10×300+20000=30500元，投入较少，经济性高（D=4）。

（3）微机五防是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置。通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件组成，能够覆盖各种操作方式的需要，实用性强（A=7）。可以对现行运行四类设备的开关、刀闸、地线（地线刀闸）、遮栏网门（开关柜门）的电气闭锁回路、机械闭锁位置进行综合利用，其可靠性高（B=8）。上述设备通过微机锁具（电编码锁和机械编码锁）实现闭锁，由软件编写操作闭锁规则，充分利用现有设备条件，达到完美的结合，基本实现五防闭锁功能，完美性强（C=7）。但是造价较高，微机模拟屏100 000元（其中已包含零配件、安装调试、软件编程等），经济性差（D=1）。微机五防系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，可以实现较为完整的“五防”功能。只是在微机系统故障而解除闭锁时，五防功能完全失去。另外，微机五防系统还存在操作过程中漏项导致误操作的问题。传统电气闭锁回路一般只能防止开关、隔刀和地刀的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接（拆除）等则无能为力，不能实现完整的“五防”。片面地认为电气闭锁回路可靠和不可或缺，认为微机五防万能，可以彻底取消电气闭锁回路，都是不可取的。微机五防系统是计算机及网络通信技术应用于变电站自动化的结果。微机五防系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。

（4）要想满足视频联动操作，首先对现场的待检查部位进行了仔细和全面的考察和分析，并对安装位置和角度进行了计算和分析，确定这些的同时，另一部分小组成员积极对符合监控条件的设备和厂家进行了筛选和考察，并最后确定下来。在视频组建进行安装期间，仔细监护，认真督查，全面验收，最后经过半个多月的时间，达到了视频联动的要求。视频联动需要实现的目标是：确保安装的设备不影响正常操作，满足稳定性要求，可靠性100%。

为了达到操作过程中视频能够正确切换，小组成员对所有可能的操作任务都进行了模擬演练，一开始虽然正确率达到了100%，可是响应时间还是太长，经过和厂家的沟通，技术人员对某些定值进行了重新设置，最后满足了要求。另外，视频切换之后显示画面设备的角度和方位也做了进一步校正，最后满足了误差小于5 mm的要求。

3 效果检查

2015年4月15日，在设备投运前，研究人员在某智能化变电站进行实际操作。经过操作检验，视频联动装置动作可靠，逻辑正确。

2015年4月27日，变电站送电操作执行427张操作票，进行了4 876项操作，均顺利完成。

结论：智能化微机五防闭锁模拟屏闭锁动作准确率100%，活动完成了预期目标。

4 结语

运用质量管理的多种有效途径，研制成功了更加完善的智能变电站的智能化微机五防闭锁模拟系统，实现了对人员误操作事故发生的超前控制，为电网的安全运行提供了有力的保障，同时提高了全队人员的质量管理意识。

参考文献

[1] 任晓英，尹志浩.变电所远程操作及远方现场音视频运行操作监控项目的研究与应用[J].电源技术应用，2013（6）：447.

[2] 贾丹.集控模式下变电站视频监控系统的研究与设计[D].华北电力大学，2013.

[3] 吕莲花.变电站数字视频监控系统的设计与实现分析[J]. 硅谷，2014（17）：16.