導讀

隨著電子技術在各個行業領域的飛速發展，電力的「五防」也將發生革命性的轉變。現代電力系統規模不斷擴大，從而促使電壓的等級也得到了進一步提高。為了使電力系統的安全穩定運行能夠得以充分保障，並將各種操作事故防範於未然，因此不僅要加強運行管理的手段，與此同時還要對電力「五防」工作引起充分的重視。下面小編就為大家整理了「五防」閉鎖的相關知識點，一起來看一下吧~

一、「五防」的概念

電力系統的「五防」是指：

①防止誤分、合斷路器。

　　②防止帶負荷分、合隔離開關。

　　③防止帶電掛（合）接地線（接地開關）。　　④防止帶接地線（接地開關）送電，也就是防止帶接地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）。　　⑤防止誤入帶電間隔。

二、「五防」的必要性

電力系統的電氣操作都需要一定的操作程序，每一個操作步驟都是固定的而且不可跳躍的，因此為了防止運行人員、檢修人員和其他的人員因為操作不當而引起不必要的事故，提出了「五防」閉鎖的概念。

「五防」閉鎖是防止運行人員的誤操作事故而採取的一種積極措施，「五防」功能的實現成了電力安全生產的重要措施之一。隨著電網的不斷發展，技術的不斷更新，防誤裝置得到不斷改進和完善。防誤裝置的設計原則是：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設備，均應裝設防誤裝置和相應的防誤電氣閉鎖迴路。

三、高壓開關櫃的「五防」

　　1、高壓開關櫃內的真空斷路器小車在試驗位置合閘後，小車斷路器無法進入工作位置。（防止帶負荷合閘）

　　2、高壓開關櫃內的接地刀在合位時，小車斷路器無法進合閘。（防止帶接地線合閘） 　　3、高壓開關櫃內的真空斷路器在合閘工作時，盤櫃後門用接地刀上的機械與櫃門閉鎖。（防止誤入帶電間隔）. 　　4、高壓開關櫃內的真空斷路器在工作時合閘，合接地刀無法投入。（防止帶電掛接地線）

5、高壓開關櫃內的真空斷路器在工作合閘運行時，無法退出小車斷路器的工作位置。（防止帶負荷拉刀閘）

1防止誤入帶電間隔

2防止帶接地線合閘

3防止帶負荷合閘

4防止帶電掛接地線

5防止帶負荷拉刀閘　

四、高壓開關櫃操作的「五防」

五防，通常指的是高壓開關櫃的「五防」或者變配電室的「五防一通」。

1、防止帶負荷分、合隔離開關。（斷路器、負荷開關、接觸器合閘狀態不能操作隔離開關。） 　　2、防止誤分、誤合斷路器、負荷開關、接觸器。（只有操作指令與操作設備對應才能對被操作設備操作） 　　

3、防止接地開關處於閉合位置時關合斷路器、負荷開關。（只有當接地開關處於分閘狀態，才能合隔離開關或手車才能進至工作位置，才能操作斷路器、負荷開關閉合） 　

4、防止在帶電時誤合接地開關。（只有在斷路器分閘狀態，才能操作隔離開關或手車才能從工作位置退至試驗位置，才能合上接地開關） 　

5、防止誤入帶電間隔。（只有隔室不帶電時，才能開門進入隔室）

變配電室的「五防」即防火、防水、防雷、防雪、防小動物。「一通」即保持通風良好。 　　

電氣「五防」功能的實現成了電力安全生產的重要措施之一。隨著電網的不斷發展，技術的不斷更新，防誤裝置得到不斷改進和完善。 　　

防誤裝置的設計原則是：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設備，均應裝設防誤裝置和相應的防誤電氣閉鎖迴路。 　

五、常規防誤閉鎖裝置

常規防誤閉鎖方式主要有4種：機械閉鎖，程序鎖，電氣聯鎖和電磁鎖。

1

機械閉鎖

機械閉鎖是在開關櫃或戶外閘刀的操作部位之間用互相制約和聯動的機械機構來達到先後動作的閉鎖要求。機械閉鎖在操作過程中無需使用鑰匙等輔助操作，可以實現隨操作順序的正確進行，自動地步步解鎖。在發生誤操作時，可以實現自動閉鎖，阻止誤操作的進行。機械閉鎖可以實現正向和反向的閉鎖要求，具有閉鎖直觀，不易損壞，檢修工作量小，操作方便等優點。

然而機械閉鎖只能在開關櫃內部及戶外閘刀等的機械動作相關部位之間應用，與電器元件動作間的聯繫用機械閉鎖無法實現。對兩櫃之間或開關櫃與櫃外配電設備之間及戶外閘刀與開關（其他閘刀）之間的閉鎖要求也鞭長莫及。所以在開關櫃及戶外閘刀上，只能以機械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達到全部五防要求。

2

程序鎖（或稱機械程序鎖）

程序鎖是用鑰匙隨操作程序傳遞或置換而達到先後開鎖操作的要求。其最大優點是鑰匙傳遞不受距離的限制，所以應用範圍較廣。程序鎖在操作過程中有鑰匙的傳遞和鑰匙數量變化的輔助動作，符合操作票中限定開鎖條件的操作順序的要求，與操作票中規定的行走路線完全一致，所以也容易為操作人員所接受。

程序鎖在使用中所暴露的問題是：

①某些程序鎖功能簡單，只能在較簡單的接線方式下採用，由於不具備橫向閉鎖功能，在複雜的接線方式下根本不能採用；

②具有較靈活閉鎖方式的程序鎖雖然能滿足複雜的接線，但在閉鎖方案中必須設置母線倒排鎖，使得操作過程十分複雜；

③在大容量的變電站中，隔離開關分合閘採用按鈕控制電動機正反轉，而程序鎖對按鈕無法進行程序控制；

④程序鎖也需要眾多的程序鑰匙，由於安裝不規範、生產工藝及材料差等問題，使程序鎖易被氧化鏽蝕、發生卡澀，致使一定時間內失去閉鎖功能；

⑤倒閘操作中，分、合兩個位置的精度無法保證；

⑥程序鎖使用時，必須從頭開始，中間不能間斷。所以程序鎖現在已不採用。

3

電氣閉鎖

電氣閉鎖是通過電磁線圈的電磁機構動作，來實現解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環節中是不可缺少的閉鎖元件。電氣閉鎖的優點是操作方便，沒有輔助動作，但是在安裝使用中也存在以下幾個突出問題：

①一般來說電磁鎖單獨使用時，只有解鎖功能沒有反向閉鎖功能。需要和電氣聯鎖電路配合使用才能具有正反向閉鎖功能；

②作為閉鎖元件的電磁鎖結構複雜，電磁線圈在戶外易受潮霉壞，絕緣性能降低，增加了直流系統的故障率；

③需要敷設電纜，增加額外施工量；

④需要串入操作機構的輔助觸點。根據運行經驗，輔助觸點容易產生接觸不良而影響動作的可靠性；

⑤在斷路器的控制開關上，一般都缺少閉鎖措施。

4

微機防誤閉鎖

微機防誤閉鎖的原理，微機防誤閉鎖系統一般由防誤主機、電腦鑰匙、遙控閉鎖控制單元、機械編碼鎖、電氣編碼鎖及智能鎖具等功能元件組成，完全滿足電氣設備「五防」功能的要求。

系統建立閉鎖邏輯資料庫，將現場大量的二次電氣閉鎖迴路變為計算機中的防誤閉鎖規則庫，防誤主機使用規則庫對模擬預演操作進行閉鎖邏輯判斷，記錄符合防誤閉鎖規則的模擬預演操作步驟，生成實際操作程序。防誤主 機按照實際操作程序，根據設備閉鎖方式的不同採用以下三種方式進行解鎖操作：

1）電腦鑰匙解鎖；

2）通過遙控閉鎖控制單元等直接控制智能鎖具解鎖；

3）通過通訊介面對監控系統執行解鎖。

運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙的提示，依次對設備進行操作。對不符合程序的操作，設備拒絕解鎖，操作無法進行，從而防止誤操作的發生。通過跟蹤現場設備的實際狀態、接收電腦鑰匙的回傳信息，防誤主機對當前操作進行確認後，進行下一步操作，直到操作任務結束。

六、傳統與現代防誤閉鎖技術比較

電氣防誤操作是建立在二次操作迴路上的一種防誤功能，一般通過斷路器和開關的輔助接點，在其操作二次迴路上串入並相互聯鎖來實現。微機「五防」則是一種採用計算機技術，用於高壓開關設備防止電氣誤操作的裝置。通常主要由主機、模擬屏、電腦鑰匙、機械編碼鎖、電氣編碼鎖等功能元件組成。現行微機防誤閉鎖裝置閉鎖的設備有斷路器、開關、地線、地線開關、遮攔網門（開關櫃門），上述設備需由軟體編寫操作閉鎖規則程序。微機防誤閉鎖系統與傳統電氣二次防誤技術比較，各有主要有以下幾點區別：

（1）電氣二次防誤閉鎖迴路是一種現場電氣聯鎖技術, 主要通過相關設備的輔助接點連接來實現閉鎖。這是電氣閉鎖最基本的形式，閉鎖可靠。但這種方式需要接入大量的二次電纜，接線方式較為複雜，運行維護較為困難，輔助接點設備工作不可靠。

（2）微機防誤閉鎖系統一般不直接採用現場設備的輔助接點，接線簡單，通過防誤閉鎖系統微機軟體規則庫和現場鎖具實現防誤閉鎖。

（3）電氣閉鎖迴路一般只能防止斷路器、隔離開關和接地開關的誤操作，對誤入帶電間隔、接地線的掛接（拆除）等則無能為力。不能實現完整的"五防"功能。

（4）微機防誤閉鎖系統可根據現場實際情況，編寫相應的"五防"規則程序，可以實現較為完整的"五防"功能和杜絕不正常的操作行為發生（易引發惡性事故發生），但是在微機系統故障而解除閉鎖時，"五防"功能完全失去。另外，電動操作的隔離開關和接地開關的二次操作迴路絕緣破壞還極易導致開關的誤拉和誤合。

七、總結

隨著計算機及網路通信技術的發展，變電站自動化技術對電氣"五防"系統的要求進一步提高，傳統電氣防誤閉鎖方式已不能滿足要求，而作為變電站綜合自動化運用發展方向的微機防誤閉鎖系統，在功能方面還有待進一步完善和提高。從目前的運行情況來看，為了安全可靠起見，在大力推廣應用微機防誤閉鎖系統的同時，適度保留傳統閉鎖方式或將微機防誤閉鎖系統接點引入到電動操作迴路中，應該是比較有效的防誤閉鎖措施。

詳解綜自監控系統的「五防」和「四遙」

導讀

變電站綜合自動化，也就是我們常說的綜自系統，是二次系統的一個組成部分。隨著智能站的推廣，綜自系統和保護的界限越來越模糊，其重要性也越來越高。本期專題小編為大家整理了一下綜自監控系統的「五防」和「四遙」，看看這些知識你都了解嗎？

綜合監控系統「五防」

綜合自動化變電站必須考慮防止電氣誤操作的功能。這就是我們常說的「五防」功能。

「五防」的含義

所謂的「五防」是指防止電力系統刀閘操作中經常發生的五種惡性誤操作事故：

（1） 防止誤分合斷路器；（操作指令和操作對象必須對應才能執行操作）

（2） 防止帶負荷拉刀閘；（開關在合閘狀態下不能操作刀閘）

（3） 防止帶電合地刀或掛接地線；（只有開關在分閘狀態才能合地刀/掛接地線）

（4） 防止帶地刀或掛接地線合斷路器/刀閘；（只有當地刀在分閘位置或接地線已拆除後，才能合刀閘，才能操作斷路器）

（5） 防止誤入帶電間隔；（只有間隔不帶電，才能開門進入間隔室）

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「五防」的分類

現在站內常用的五防系統有模擬屏型和微機型。模擬屏型以變電站的一次模擬屏為核心。在模擬屏工控機內預存了所有設備的刀閘操作程序，操作時將模擬預演正確的操作程序傳輸給電腦鑰匙，從而對電氣設備進行對應操作。隨著微機保護的發展，模擬屏已經用的越來越少。

微機型在微機上安裝五防系統，通過五防機與監控後台機通信進行數據交換，操作時在五防機上模擬預演，並傳輸操作票給後台機和電腦鑰匙。監控系統遙控操作時根據操作票只對允許的對象進行操作，其他對象被五防閉鎖。

微機五防系統智能化程度高，功能齊全、操作簡單，適用於主接線複雜的變電站。微機五防系統的實現方案有很多，通常可分為一體化監控五防系統、專用五防系統。

一體化監控五防系統：在監控系統內設置「五防工作站」。將五防系統與監控系統一體化配置。遠方操作時，通過「五防工作站」實現全站防誤閉鎖功能，就地操作時有電腦鑰匙和鎖具來實現。再設控設備的操作迴路中串接本間隔閉鎖迴路。

專用五防系統：配置獨立於監控系統的專用微機五防系統。兩者通過實時通信交換信息。遠方操作時，通過專用五防系統實現傳站防誤閉鎖功能，就地操作時由電腦鑰匙和鎖具來實現。但專用五防系統與監控系統應該共享採集的各種實時數據，不應獨立採集信息。

「五防」的操作過程

五防系統由五防專家系統、電腦鑰匙、和鎖具等幾大部分組成。在五防系統中，已經輸入了變電站一次主接線圖和每一個設備的操作規則，並與監控系統實時通信。

正常運行時，監控定時向五防系統傳送現場設備的實際狀態（開關、刀閘的狀態等）。當運行人員需要進行操作時，首先在五防系統上進行模擬（也就是開操作票），並將操作票下傳到電腦鑰匙。

實際操作時，當運行人員對任何一個設備進行遙控操作，監控系統向五防系統發遙控命令。五防系統根據預先編寫好的操作票判斷：如果操作步驟與操作票步驟一致，五防系統向監控系統發遙控運行命令，允許操作，並通過電腦鑰匙回傳設備狀態；如果操作步驟與操作票不一致，五防系統想監控系統發遙控禁止命令，拒絕操作。這樣就起到了防誤的目的。

若操作員工作站故障或監控網路同心異常，運行人員可將下載有正確操作票的電腦鑰匙拿到現場，對開關、刀閘、地刀、網門等進行操作。

「五防」的操作過程如下圖所示。

綜合監控系統「四遙」

監控系統是變電站綜合自動化的核心系統。「四遙」也就是我們經常說的：遙測、遙信、遙控、遙調。「四遙」功能是監控系統最基本最重要的功能，和我們二次檢修工作密不可分。下面就和大家一起「遙一遙」吧~

1、遙測

遙測就是將變電站內的交流電流、電壓、功率、頻率，直流電壓，主變溫度、檔位等信號進行採集，上從到監控後台，便於運行人員進行工況監視。

採集方式

整站的遙測量採集方式主要有兩種：

a．掃描方式：將站內所有遙測量每個掃描周期採集更新一次，並存入資料庫。掃描周期為3~8s。

b．越閾值方式：每個遙測量設定一個閾值，按掃描周期採集。如果一個遙測量與上次測量值的差大於閾值，則將該遙測量上傳監控後台顯示，並存入資料庫。如果差小於閾值則不上傳更新。這樣掃描周期可縮短，一般不大於3s。

電流電壓遙測量的採集

外部電流電壓模擬量經過CT/PT轉換後，強電壓、電流量轉換為相應的弱電電壓信號。經過低通濾波和A/D轉換，進入CPU。經過CPU處理，按照一定的規約格式組成遙測量，通過通信口上送到監控後台。

這裡給出簡單的電流電壓採集迴路的示意圖。

遙測越限

對於一些重要的遙測數據，可以通過設置遙測越限進行重點監視。運行中監控系統後台遙測數據超過越限設定值後，經過整定延時後，計算機報越限告警。通常變電站的母線電壓、直流電壓、主變溫度、主變功率、重要線路的功率等都應該設置遙測越限監視。

2、遙信

遙信，即狀態量，是為了將開關、刀閘、中央信號等位置信號上送到監控後台。綜自系統應採集的遙信包括：開關狀態、刀閘狀態、變壓器分接頭信號、一次設備告警信號、保護跳閘信號、預告信號等。

（1）遙信的分類

a．實遙信、虛遙信

大部分遙信採用光電隔離方式輸入系統，通過這種方式採集的遙信稱為「實遙信」。保護閉鎖告警、保護裝置異常、直流屏信號等重要設備的故障異常信號，必須通過實遙信方式輸出。

另一部分通過通信方式獲取的遙信稱為「虛遙信」。比如一些合成信號、計算遙信。

b．全遙信和變位遙信

全遙信：如果沒有遙信狀態沒有發生變化，測控裝置每隔一定周期，定時向監控後台發送本站所有遙信狀態信息。這就是全遙信的含義。

變位遙信：當某遙信狀態發生改變，測控裝置立即向監控後台插入發送變位遙信的信息。後台收到變位遙信報文後，與遙信歷史庫比較後發現不一致，於是提示該遙信狀態發生改變。這就是變位遙信的含義。

c．單位置遙信、雙位置遙信、計算遙信

單位置遙信：從開關輔助裝置上取一對常開接點，值為1或0的遙信。比如刀閘位置。

雙位置遙信：從開關輔助裝置上取兩對常開/常閉接點，值為10、01、00、11的遙信。分為主遙信、副遙信，如斷路器狀態。

計算遙信：通過通過遙測、遙信量的混合計算髮出的遙信。比如：PT斷線，判別條件為母線PT任一線電壓低於額定電壓的80%，則報PT斷線遙信。

（2）遙信的採集

光電隔離遙信輸入原理圖如圖所示，接點閉合，光耦二極體導通，光信號轉換成數字信息發送給CPU。為了取得良好的抗干擾性能，信號量的開入通常採用DC220/110V直流電壓強電輸入。

（3）遙信防抖的概念

遙信輸入是帶時限的，就是說某一狀態變位後，在一定時限內不應再發生變位，如果短時間內發生變為將不被確認。這是為了防止遙信受干擾發生瞬時變位，導致遙信誤報。這就是防抖的概念。防抖時限一般設為20~40ms。防抖時限設得太短，易造成誤報，設得太長，可能導致遙信丟失。

需要注意的是，對於「開關控制迴路斷線」信號，防抖時間不可以設得太短。因為控回斷線信號由HWJ、TWJ常閉接點串聯而成。開關在分合過程中總有一個交疊時間，TWJ、HWJ都處於閉合狀態，若防抖時限小於這個交疊時間，就會誤報「控回斷線」。

（4）SOE的概念

SOE即事件順序記錄。為了分析系統故障，需要掌握遙信變位動作的先後順序及準確時間。SOE由測控裝置產生，遙信發生變位時，測控裝置確認遙信變位，通過報文的形式將該信息上送到監控後台。報文包含了遙信變位的具體時刻，精確到秒。這就是SOE的概念，對監控系統非常重要。

3、遙控

遙控由監控後台發布命令，要求測控裝置合上或斷開某個開關或刀閘。

（1）遙控操作過程

首先了解一下「遙控返校」。遙控操作是一項非常重要的操作，為了保證可靠，通常需要反覆核對操作性質和操作對象。這就是遙控返校。

開關遙控的操作迴路如下圖所示。

遙控操作可以分為幾個主要步驟：

a．首先監控後台向測控裝置發送遙控命令。遙控命令包括遙控操作性質（分/合）和遙控對象號；

b．測控裝置收到遙控命令後不急於執行，而是先驅動遙控性質繼電器，並根據繼電器動作判斷遙控性質和對象是否正確；

c．測控將判斷結果回復給後台校核；

d．監控後台在規定時間內，如果判斷收到的遙控返校報文與原來發的遙控命令完全一致，就發送遙控執行命令；

e．規定時間內，測控裝置收到遙控執行命令後，驅動遙控執行繼電器動作。

f．如果二次迴路與開關操作機構正確連接，則完成遙控操作。

為了直觀理解整個操作過程，根據個人理解畫了一個流程圖，供大家參考。

（2）遙控失敗的原因

在步驟c中，如果監控後台未收到返校報文，經延時提示「遙控超時」；如果返校報文不正確，提示「遙控返校出錯」。

在步驟d中，如果測控裝置規定時間內未收到執行命令，則使以動作的遙控性質繼電器返回，取消本次遙控操作，並清除原遙控命令。

在遙控操作中，如果報遙信超時，應重點檢查監控後台到相應測控裝置間的通信是否正常；如果遙控返校正確而無法出口，應重點檢查外部迴路（如遙控壓板、切換開關）是否正確；如果遙控返校報錯，應重點檢查相應測控裝置出口板或電源板是否故障。

4、遙調

遙調是監控後台想測控裝置發布變壓器分接頭調節命令。

一般認為遙調對可靠性的要求不如遙控高，所以遙調大多不進行返送校核。因此變電站改造時需要確保監控後台上的主變檔位遙控對象號正確。遙調原理同遙控類似，就不再贅述。


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