（转载） 电力“五防”闭锁系统

随着电子技术在各个行业领域的飞速发展，电力的“五防”也将发生革命性的转变。现代电力系统规模不断扩大，从而促使电压的等级也得到了进一步提高。为了使电力系统的安全稳定运行能够得以充分保障，并将各种操作事故防范于未然，因此不仅要加强运行管理的手段，与此同时还要对电力“五防”工作引起充分的重视。下面小编就为大家整理了“五防”闭锁的相关知识点，一起来看一下吧~

一、“五防”的概念

电力系统的“五防”是指：

①防止误分、合断路器。

②防止带负荷分、合隔离开关。　　③防止带电挂（合）接地线（接地开关）。　　④防止带接地线（接地开关）送电，也就是防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。　　⑤防止误入带电间隔。

二、“五防”的必要性

电力系统的电气操作都需要一定的操作程序，每一个操作步骤都是固定的而且不可跳跃的，因此为了防止运行人员、检修人员和其他的人员因为操作不当而引起不必要的事故，提出了“五防”闭锁的概念。

“五防”闭锁是防止运行人员的误操作事故而采取的一种积极措施，“五防”功能的实现成了电力安全生产的重要措施之一。随着电网的不断发展，技术的不断更新，防误装置得到不断改进和完善。防误装置的设计原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。

三、高压开关柜的“五防”

1、高压开关柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置。（防止带负荷合闸） 　　2、高压开关柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进合闸。（防止带接地线合闸） 　　3、高压开关柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁。（防止误入带电间隔）. 　　4、高压开关柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入。（防止带电挂接地线）

5、高压开关柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路器的工作位置。（防止带负荷拉刀闸）

1防止误入带电间隔

2防止带接地线合闸

3防止带负荷合闸

4防止带电挂接地线

5防止带负荷拉刀闸

四、高压开关柜操作的“五防”

五防，通常指的是高压开关柜的“五防”或者变配电室的“五防一通”。

1、防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。） 　　2、防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）

3、防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、负荷开关闭合）

4、防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关）

5、防止误入带电间隔。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）

变配电室的“五防”即防火、防水、防雷、防雪、防小动物。“一通”即保持通风良好。

电气“五防”功能的实现成了电力安全生产的重要措施之一。随着电网的不断发展，技术的不断更新，防误装置得到不断改进和完善。

防误装置的设计原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。

五、常规防误闭锁装置

常规防误闭锁方式主要有4种：机械闭锁，程序锁，电气联锁和电磁锁。

1

机械闭锁

机械闭锁是在开关柜或户外闸刀的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求。机械闭锁在操作过程中无需使用钥匙等辅助操作，可以实现随操作顺序的正确进行，自动地步步解锁。在发生误操作时，可以实现自动闭锁，阻止误操作的进行。机械闭锁可以实现正向和反向的闭锁要求，具有闭锁直观，不易损坏，检修工作量小，操作方便等优点。

然而机械闭锁只能在开关柜内部及户外闸刀等的机械动作相关部位之间应用，与电器元件动作间的联系用机械闭锁无法实现。对两柜之间或开关柜与柜外配电设备之间及户外闸刀与开关（其他闸刀）之间的闭锁要求也鞭长莫及。所以在开关柜及户外闸刀上，只能以机械闭锁为主，还需辅以其他闭锁方法，方能达到全部五防要求。

2

程序锁（或称机械程序锁）

程序锁是用钥匙随操作程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求。其最大优点是钥匙传递不受距离的限制，所以应用范围较广。程序锁在操作过程中有钥匙的传递和钥匙数量变化的辅助动作，符合操作票中限定开锁条件的操作顺序的要求，与操作票中规定的行走路线完全一致，所以也容易为操作人员所接受。

程序锁在使用中所暴露的问题是：

①某些程序锁功能简单，只能在较简单的接线方式下采用，由于不具备横向闭锁功能，在复杂的接线方式下根本不能采用；

②具有较灵活闭锁方式的程序锁虽然能满足复杂的接线，但在闭锁方案中必须设置母线倒排锁，使得操作过程十分复杂；

③在大容量的变电站中，隔离开关分合闸采用按钮控制电动机正反转，而程序锁对按钮无法进行程序控制；

④程序锁也需要众多的程序钥匙，由于安装不规范、生产工艺及材料差等问题，使程序锁易被氧化锈蚀、发生卡涩，致使一定时间内失去闭锁功能；

⑤倒闸操作中，分、合两个位置的精度无法保证；

⑥程序锁使用时，必须从头开始，中间不能间断。所以程序锁现在已不采用。

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电气闭锁

电气闭锁是通过电磁线圈的电磁机构动作，来实现解锁操作，在防止误入带电间隔的闭锁环节中是不可缺少的闭锁元件。电气闭锁的优点是操作方便，没有辅助动作，但是在安装使用中也存在以下几个突出问题：

①一般来说电磁锁单独使用时，只有解锁功能没有反向闭锁功能。需要和电气联锁电路配合使用才能具有正反向闭锁功能；

②作为闭锁元件的电磁锁结构复杂，电磁线圈在户外易受潮霉坏，绝缘性能降低，增加了直流系统的故障率；

③需要敷设电缆，增加额外施工量；

④需要串入操作机构的辅助触点。根据运行经验，辅助触点容易产生接触不良而影响动作的可靠性；

⑤在断路器的控制开关上，一般都缺少闭锁措施。

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微机防误闭锁

微机防误闭锁的原理，微机防误闭锁系统一般由防误主机、电脑钥匙、遥控闭锁控制单元、机械编码锁、电气编码锁及智能锁具等功能元件组成，完全满足电气设备“五防”功能的要求。

系统建立闭锁逻辑数据库，将现场大量的二次电气闭锁回路变为计算机中的防误闭锁规则库，防误主机使用规则库对模拟预演操作进行闭锁逻辑判断，记录符合防误闭锁规则的模拟预演操作步骤，生成实际操作程序。防误主 机按照实际操作程序，根据设备闭锁方式的不同采用以下三种方式进行解锁操作：

1）电脑钥匙解锁；

2）通过遥控闭锁控制单元等直接控制智能锁具解锁；

3）通过通讯接口对监控系统执行解锁。

运行人员按照防误主机及电脑钥匙的提示，依次对设备进行操作。对不符合程序的操作，设备拒绝解锁，操作无法进行，从而防止误操作的发生。通过跟踪现场设备的实际状态、接收电脑钥匙的回传信息，防误主机对当前操作进行确认后，进行下一步操作，直到操作任务结束。

六、传统与现代防误闭锁技术比较

电气防误操作是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过断路器和开关的辅助接点，在其操作二次回路上串入并相互联锁来实现。微机“五防”则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。现行微机防误闭锁装置闭锁的设备有断路器、开关、地线、地线开关、遮拦网门（开关柜门），上述设备需由软件编写操作闭锁规则程序。微机防误闭锁系统与传统电气二次防误技术比较，各有主要有以下几点区别：

（1）电气二次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连接来实现闭锁。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，辅助接点设备工作不可靠。

（2）微机防误闭锁系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单，通过防误闭锁系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁。

（3）电气闭锁回路一般只能防止断路器、隔离开关和接地开关的误操作，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"功能。

（4）微机防误闭锁系统可根据现场实际情况，编写相应的"五防"规则程序，可以实现较为完整的"五防"功能和杜绝不正常的操作行为发生（易引发恶性事故发生），但是在微机系统故障而解除闭锁时，"五防"功能完全失去。另外，电动操作的隔离开关和接地开关的二次操作回路绝缘破坏还极易导致开关的误拉和误合。

七、总结

随着计算机及网络通信技术的发展，变电站自动化技术对电气"五防"系统的要求进一步提高，传统电气防误闭锁方式已不能满足要求，而作为变电站综合自动化运用发展方向的微机防误闭锁系统，在功能方面还有待进一步完善和提高。从目前的运行情况来看，为了安全可靠起见，在大力推广应用微机防误闭锁系统的同时，适度保留传统闭锁方式或将微机防误闭锁系统接点引入到电动操作回路中，应该是比较有效的防误闭锁措施。

详解综自监控系统的“五防”和“四遥”

导读

变电站综合自动化，也就是我们常说的综自系统，是二次系统的一个组成部分。随着智能站的推广，综自系统和保护的界限越来越模糊，其重要性也越来越高。本期专题小编为大家整理了一下综自监控系统的“五防”和“四遥”，看看这些知识你都了解吗？

综合监控系统“五防”

综合自动化变电站必须考虑防止电气误操作的功能。这就是我们常说的“五防”功能。

“五防”的含义

所谓的“五防”是指防止电力系统刀闸操作中经常发生的五种恶性误操作事故：

（1） 防止误分合断路器；（操作指令和操作对象必须对应才能执行操作）

（2） 防止带负荷拉刀闸；（开关在合闸状态下不能操作刀闸）

（3） 防止带电合地刀或挂接地线；（只有开关在分闸状态才能合地刀/挂接地线）

（4） 防止带地刀或挂接地线合断路器/刀闸；（只有当地刀在分闸位置或接地线已拆除后，才能合刀闸，才能操作断路器）

（5） 防止误入带电间隔；（只有间隔不带电，才能开门进入间隔室）

无功补偿简

“五防”的分类

现在站内常用的五防系统有模拟屏型和微机型。模拟屏型以变电站的一次模拟屏为核心。在模拟屏工控机内预存了所有设备的刀闸操作程序，操作时将模拟预演正确的操作程序传输给电脑钥匙，从而对电气设备进行对应操作。随着微机保护的发展，模拟屏已经用的越来越少。

微机型在微机上安装五防系统，通过五防机与监控后台机通信进行数据交换，操作时在五防机上模拟预演，并传输操作票给后台机和电脑钥匙。监控系统遥控操作时根据操作票只对允许的对象进行操作，其他对象被五防闭锁。

微机五防系统智能化程度高，功能齐全、操作简单，适用于主接线复杂的变电站。微机五防系统的实现方案有很多，通常可分为一体化监控五防系统、专用五防系统。

一体化监控五防系统：在监控系统内设置“五防工作站”。将五防系统与监控系统一体化配置。远方操作时，通过“五防工作站”实现全站防误闭锁功能，就地操作时有电脑钥匙和锁具来实现。再设控设备的操作回路中串接本间隔闭锁回路。

专用五防系统：配置独立于监控系统的专用微机五防系统。两者通过实时通信交换信息。远方操作时，通过专用五防系统实现传站防误闭锁功能，就地操作时由电脑钥匙和锁具来实现。但专用五防系统与监控系统应该共享采集的各种实时数据，不应独立采集信息。

“五防”的操作过程

五防系统由五防专家系统、电脑钥匙、和锁具等几大部分组成。在五防系统中，已经输入了变电站一次主接线图和每一个设备的操作规则，并与监控系统实时通信。

正常运行时，监控定时向五防系统传送现场设备的实际状态（开关、刀闸的状态等）。当运行人员需要进行操作时，首先在五防系统上进行模拟（也就是开操作票），并将操作票下传到电脑钥匙。

实际操作时，当运行人员对任何一个设备进行遥控操作，监控系统向五防系统发遥控命令。五防系统根据预先编写好的操作票判断：如果操作步骤与操作票步骤一致，五防系统向监控系统发遥控运行命令，允许操作，并通过电脑钥匙回传设备状态；如果操作步骤与操作票不一致，五防系统想监控系统发遥控禁止命令，拒绝操作。这样就起到了防误的目的。

若操作员工作站故障或监控网络同心异常，运行人员可将下载有正确操作票的电脑钥匙拿到现场，对开关、刀闸、地刀、网门等进行操作。

“五防”的操作过程如下图所示。

综合监控系统“四遥”

监控系统是变电站综合自动化的核心系统。“四遥”也就是我们经常说的：遥测、遥信、遥控、遥调。“四遥”功能是监控系统最基本最重要的功能，和我们二次检修工作密不可分。下面就和大家一起“遥一遥”吧~

1、遥测

遥测就是将变电站内的交流电流、电压、功率、频率，直流电压，主变温度、档位等信号进行采集，上从到监控后台，便于运行人员进行工况监视。

采集方式

整站的遥测量采集方式主要有两种：

a．扫描方式：将站内所有遥测量每个扫描周期采集更新一次，并存入数据库。扫描周期为3~8s。

b．越阈值方式：每个遥测量设定一个阈值，按扫描周期采集。如果一个遥测量与上次测量值的差大于阈值，则将该遥测量上传监控后台显示，并存入数据库。如果差小于阈值则不上传更新。这样扫描周期可缩短，一般不大于3s。

电流电压遥测量的采集

外部电流电压模拟量经过CT/PT转换后，强电压、电流量转换为相应的弱电电压信号。经过低通滤波和A/D转换，进入CPU。经过CPU处理，按照一定的规约格式组成遥测量，通过通信口上送到监控后台。

这里给出简单的电流电压采集回路的示意图。



遥测越限

对于一些重要的遥测数据，可以通过设置遥测越限进行重点监视。运行中监控系统后台遥测数据超过越限设定值后，经过整定延时后，计算机报越限告警。通常变电站的母线电压、直流电压、主变温度、主变功率、重要线路的功率等都应该设置遥测越限监视。

2、遥信

遥信，即状态量，是为了将开关、刀闸、中央信号等位置信号上送到监控后台。综自系统应采集的遥信包括：开关状态、刀闸状态、变压器分接头信号、一次设备告警信号、保护跳闸信号、预告信号等。

（1）遥信的分类

a．实遥信、虚遥信

大部分遥信采用光电隔离方式输入系统，通过这种方式采集的遥信称为“实遥信”。保护闭锁告警、保护装置异常、直流屏信号等重要设备的故障异常信号，必须通过实遥信方式输出。

另一部分通过通信方式获取的遥信称为“虚遥信”。比如一些合成信号、计算遥信。

b．全遥信和变位遥信

全遥信：如果没有遥信状态没有发生变化，测控装置每隔一定周期，定时向监控后台发送本站所有遥信状态信息。这就是全遥信的含义。

变位遥信：当某遥信状态发生改变，测控装置立即向监控后台插入发送变位遥信的信息。后台收到变位遥信报文后，与遥信历史库比较后发现不一致，于是提示该遥信状态发生改变。这就是变位遥信的含义。

c．单位置遥信、双位置遥信、计算遥信

单位置遥信：从开关辅助装置上取一对常开接点，值为1或0的遥信。比如刀闸位置。

双位置遥信：从开关辅助装置上取两对常开/常闭接点，值为10、01、00、11的遥信。分为主遥信、副遥信，如断路器状态。

计算遥信：通过通过遥测、遥信量的混合计算发出的遥信。比如：PT断线，判别条件为母线PT任一线电压低于额定电压的80%，则报PT断线遥信。

（2）遥信的采集

光电隔离遥信输入原理图如图所示，接点闭合，光耦二极管导通，光信号转换成数字信息发送给CPU。为了取得良好的抗干扰性能，信号量的开入通常采用DC220/110V直流电压强电输入。

（3）遥信防抖的概念

遥信输入是带时限的，就是说某一状态变位后，在一定时限内不应再发生变位，如果短时间内发生变为将不被确认。这是为了防止遥信受干扰发生瞬时变位，导致遥信误报。这就是防抖的概念。防抖时限一般设为20~40ms。防抖时限设得太短，易造成误报，设得太长，可能导致遥信丢失。

需要注意的是，对于“开关控制回路断线”信号，防抖时间不可以设得太短。因为控回断线信号由HWJ、TWJ常闭接点串联而成。开关在分合过程中总有一个交叠时间，TWJ、HWJ都处于闭合状态，若防抖时限小于这个交叠时间，就会误报“控回断线”。

（4）SOE的概念

SOE即事件顺序记录。为了分析系统故障，需要掌握遥信变位动作的先后顺序及准确时间。SOE由测控装置产生，遥信发生变位时，测控装置确认遥信变位，通过报文的形式将该信息上送到监控后台。报文包含了遥信变位的具体时刻，精确到秒。这就是SOE的概念，对监控系统非常重要。

3、遥控

遥控由监控后台发布命令，要求测控装置合上或断开某个开关或刀闸。

（1）遥控操作过程

首先了解一下“遥控返校”。遥控操作是一项非常重要的操作，为了保证可靠，通常需要反复核对操作性质和操作对象。这就是遥控返校。

开关遥控的操作回路如下图所示。

遥控操作可以分为几个主要步骤：

a．首先监控后台向测控装置发送遥控命令。遥控命令包括遥控操作性质（分/合）和遥控对象号；

b．测控装置收到遥控命令后不急于执行，而是先驱动遥控性质继电器，并根据继电器动作判断遥控性质和对象是否正确；

c．测控将判断结果回复给后台校核；

d．监控后台在规定时间内，如果判断收到的遥控返校报文与原来发的遥控命令完全一致，就发送遥控执行命令；

e．规定时间内，测控装置收到遥控执行命令后，驱动遥控执行继电器动作。

f．如果二次回路与开关操作机构正确连接，则完成遥控操作。

为了直观理解整个操作过程，根据个人理解画了一个流程图，供大家参考。


（2）遥控失败的原因

在步骤c中，如果监控后台未收到返校报文，经延时提示“遥控超时”；如果返校报文不正确，提示“遥控返校出错”。

在步骤d中，如果测控装置规定时间内未收到执行命令，则使以动作的遥控性质继电器返回，取消本次遥控操作，并清除原遥控命令。

在遥控操作中，如果报遥信超时，应重点检查监控后台到相应测控装置间的通信是否正常；如果遥控返校正确而无法出口，应重点检查外部回路（如遥控压板、切换开关）是否正确；如果遥控返校报错，应重点检查相应测控装置出口板或电源板是否故障。

4、遥调

遥调是监控后台想测控装置发布变压器分接头调节命令。

一般认为遥调对可靠性的要求不如遥控高，所以遥调大多不进行返送校核。因此变电站改造时需要确保监控后台上的主变档位遥控对象号正确。遥调原理同遥控类似，就不再赘述。

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