建立五防集控站的必要性

1概述

随着电力自动化水平的不断提高，提高生产效率、保障安全生产是电力企业目前面临的切实问题。电力部曾经就这个问题颁布过关于建立集控站的文件，建议在电网调度的层次之下建立多个集控站，以保证电网及无人值班变电站的有效运行。

目前，正在推行变电站 “无人值班”或“少人值班”的运行方式，实现集中控制、统一调度，统一维护，统一检修的目标。集控站的设置，使得原来站内值班人员所做的工作可由远方来完成。

在集控模式下，无人值班变电站中的一些手动操作往往由操巡队来完成，设在一个集控中心的操巡队要对多个无人值班变电站的设备进行操作。由于各变电站的电气接线和电气设备型式不同，同时相对于传统的有人值班变电站，操作人员面临着设备种类更多，数量更大，对现场设备的实际运行状态不熟悉等情况，因此更容易发生误操作，现实对集控站的安全运行提出了新的课题。

2目前集控站运行中安全防误存在的主要问题

2.1集控中心的远方遥控操作没有配置相应的五防系统，不符合《安规》要求。

由于自动化设备的普及，很多操作都只是在集控中心通过遥控操作实现，而目前的集控中心只配置有调度自动化主站系统，而没有相应的五防装置对之进行遥控闭锁，存在安全隐患。

2.2没有实现操作权的唯一化管理，存在安全隐患。

集控站的网络结构为分层分布式，主子站均可进行操作，如何限制对于同一设备在同一时间内只能有一个地方进行实际操作，以确保系统指令的唯一性，对安全而言尤为重要。

2.3站间闭锁及多任务并行操作问题。

由于现在各站的微机五防都是独立运行，仅对当地变电站进行防误，没有实现对集控站所辖的区域电网的防误，没有进行统一的系统管理，受控站之间联络线上的设备闭锁无法实现;多站，多组并行操作任务的相互闭锁问题无法解决。

2.4操作信息滞后，重要的防误信息无法在集控中心显示。

目前各站与集控中心之间的通道都已经很完善了，但五防闭锁的操作信息均没有上送到集控中心，一些重要的防误信息如临时接地线、网门等在集控中心无法体现，直接影响集控中心遥控操作的安全性。

2.5无法实现五防模拟的集中开票、分散操作模式，影响操巡队的工作效率。

现在由生产管理系统开出的操作票都是没有经过五防判断的，操巡队到每个站进行操作，都要先在当地五防主机上进行模拟开票，然后拿电脑钥匙进行解锁操作。遇到大型的综合操作，这些步骤就很浪费时间。如果能在集控中心就能开出当地五防的操作票，到现场直接解锁操作，无疑能大幅提高工作效率。

3集控站设计方案

3.1设计目标

3.1.1建立以集控中心服务器为主，下辖集控中心、操作队、受控站的集控站微机防误操作系统。

3.1.2在已有五防系统的基础上增加遥控闭锁装置，实现对所有遥控操作设备(断路器、电动刀闸/地刀)的远方操作闭锁功能。

3.1.3实现集控层、站控层、间隔层、过程层的多层次防误闭锁。

3.1.4实现集控中心、受控站后台、测控屏、端子箱(汇控柜)、就地操作机构等多操作点的防误闭锁。

3.1.5通过建立多层次防误闭锁架构，解决集控层单项及程序化遥控操作的强制闭锁，满足电气设备的多操作模式、多操作点的防误闭锁要求。保证设备操作权的唯一性，支持多任务并行操作防误等功能。

3.2系统示意图

集控层按照客户端/服务器结构的多层方式考虑。在集控层设置五防集控服务器，对所有的数据进行集中管理、统计、查询，可进行开票、模拟预演、集控层遥控操作闭锁、唯一操作权管理等功能;在操作队设置五防工作站，可以进行开票、模拟预演等功能，操作队根据管理需要可以放在集控中心;在受控站设置独立五防系统，实现全站设备操作的防误闭锁。远方操作时采用防误系统中遥控闭锁装置的闭锁接点实现防误闭锁;就地操作时则由电脑钥匙和锁具来实现防误闭锁。远方和就地操作都具有强制性防止电气误操作措施。

集控中心层与操作队层采用计算机作为操作界面，集中显示各个子站的一次设备状态。集控中心层(防误一级站层)、操作队层(防误二级站层)、变电站层根据设置的权限不同，管辖相应的操作队层(防误二级站层)、变电站层。所有的子站都归属集控中心管辖，随着子站数量的不断增多，可以通过调整权限设置，重新实现各层的管理权限，在改造过程中逐步实现与集控站对接的功能。

从系统结构图可见，防误闭锁系统与监控系统是两个相对独立的系统。两个系统共享设备状态信息，双通信通道各自控制自己的执行终端，两个系统执行终端接点串联。无操作任务时，即使监控系统因软、硬件故障或干扰影响，使其操作终端开出，都不会形成误操作，实现了强制闭锁，确保了操作安全性。

集控主站与受控站之间的防误传输通道可用自动化系统集控主站与受控站之间现有的光纤通道，分出一个2M带宽的网口或串口给防误系统使用，防误系统的网络与监控系统的网路通过路由或串口卡隔离，确保两个系统在不同的两个网段，两个数据网络不能互相访问，保证监控系统网络的独立性。

4集控站防误操作系统实现的功能

4.1集控主站的防误功能

4.1.1主站装置应能显示各子站的一次主接线图

能方便地实现操作票模拟预演功能，对于采用大屏幕显示器的方式，则要集中显示或分屏显示各个子站的状态，对采用调度屏的方式，则要能够在屏上集中显示各个子站的状态。

主站装置应具备各子站的五防闭锁逻辑判断功能

在主站装置上可对任意子站的操作任务进行模拟预演，检验操作票是否正确，并可传送至电脑钥匙，具备本地和远方两种传输方式。

4.1.2主站装置和子站装置应具备对位功能

主站和子站应能实时在线对位、自动显示设备状态变化，保持主站与子站设备状态上的一致性，为防误逻辑判断提供保证。

4.1.3主站装置应具备接收信息回传功能

不论是在主站直接由电脑钥匙回传还是通过通讯方式在子站回传，主站均应能接收到操作完成后的回传信息，以跟踪现场设备状态的变化。

4.1.4主站装置应具备完善的通讯功能

通过各种通讯手段，主站设备可分别完成与各子站、主站监控系统、主站操作票专家系统等设备的通讯，实现互传遥信、操作权管理和闭锁遥控操作等功能。

4.1.5支持站间闭锁功能

可实现完善的站与站之间联络线上设备的闭锁功能，防止两个有联络设备的站之间操作时，出现本侧有负荷对侧挂接接地线/合接地刀、本侧有接地线/地刀对侧合刀闸等恶性事故的发生。

4.1.6唯一操作权功能

对于任何设备，在任意时刻，应确保只有唯一的人员可以取得该设备操作权。该人员取得操作权后，任何其他人员，都不能操作该设备和相关的设备，只有该工作人员工作结束，释放操作权，或主动将该操作权转移，其他人员才有可能对该设备及相关设备进行操作。确保操作人员和被操作设备的安全。

4.1.7操作票管理

可按操作队、集控站或各子站等管理模式进行票号管理，对各子站的操作票可分别调用、保存。

4.2集控子站的防误功能

4.2.1具备独立的微机防误功能

配置符合站内实际情况的防误锁具及附件，可保证未经集控中心的五防系统在子站内仍能完成防误操作。

4.2.2与集控中心完善的通讯功能

既可上传子站设备状态，也可接收巡检中心下传的操作票信息，实现集控中心模拟、子站操作的目的，便于处理巡视时的临时操作。

4.2.3与当地监控的完善结合

可由当地监控采集电动操作设备状态，并对监控系统的操作实施闭锁。

4.3主站与子站的通讯功能

4.3.1支持多种通信通道

利用集控站提供的通讯条件，如局域网，串行接口(RS232C,RS485)，等方式实现主站与子站的通讯。

4.3.2信息可靠传输

保证主、子站间信息的可靠传输。

4.3.3信息传输实时性

具有一定的实时性，主子站间信息传送时间与电力调度通讯要求相近。

综上所述：集控微机防误系统配合集控综自系统将是符合精细化、规范化管理需求，完善变电运行的理想解决方案，集控微机防误防误系统也是集控站建设中不可或缺的必配系统，所实现的功能，完全满足国家电网公司2006年10月17日《防止电气误操作安全管理规定》的措施要求。

参考文献：

[1] 《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》 国家电网安监[2006]904号文 2006年10月17日

[2] 《2003年以来国家电网公司防止电气误操作工作总结及调研报告》 国家电网公司中国电力科学研究院 2006年2月

[3] 牛文渝《220kV无人值班变电站操作五防实现方案的探讨》 科技资讯 2006年08期