微机“五防”技术在城市轨道交通供电系统的应用探讨

　　摘要：城市轨道交通供电系统安全运行至关重要，操作人员的误操作会导致重大事故，造成人员伤亡、设备损坏、大面积停电，甚至造成城市轨道交通运输的瘫痪，还可能会危及乘客生命安全。因此，在建设或改造城市轨道交通供电系统的过程中，考虑配置微机“五防”系统具有现实意义。
　　关键词：城市轨道交通供电系统；防误闭锁；微机“五防”
　　电力系统防误闭锁技术的发展经历了挂锁、机械联锁、机械程序锁、电气闭锁、电磁锁闭锁、微机闭锁等几个阶段。微机闭锁与传统的防误闭锁相比，具有功能完善、闭锁方式简单方便、扩充性强、维护容易、投资省等诸多优点，有效地防止电气误操作的发生，为电力系统的安全生产做出卓越的贡献。虽然微机“五防”在电力系统应用相当成熟和广泛，但在城市轨道交通供电系统，微机“五防”技术的应用还处于偿试阶段。本文简要介绍了微机“五防”的特点、工作原理及可视化集控“五防”的工作原理，并对微机“五防”在城市轨道交通供电系统的应用做了初步探讨。
　　1“五防”功能定义
　　在电力系统中将防止5种恶性电气误操作定义为“五防”，即：防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关或手车触头；防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）；防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）；防止误入带电间隔。目前电力系统微机“五防”技术的发展已经远远超出了防止这5种恶性电气误操作的范畴。
　　2微机“五防”的特点
　　防误闭锁技术的发展经历了挂锁、机械联锁、机械程序锁、电气闭锁、电磁锁闭锁、微机闭锁等几个阶段。挂锁、机械联锁、电磁锁对手动操作设备具有强制闭锁功能，电气闭锁对电动操作设备具有强制闭锁功能，但前面的各种闭锁方式只能实现单个设备或几个高压设备以及一个或几个间隔内高压设备之间的闭锁，只有微机“五防”闭锁构建了完整的防误系统，不仅可实现设备、间隔之间的闭锁要求，还可实现全站、变电站之间的防误闭锁功能。
　　3微机“五防”的工作原理
　　微机“五防”由防误主机（电脑）、传输适配器、电脑钥匙、以及各种锁具组成，锁具具有唯一编码和统一的电脑钥匙接口，微机“五防”系统通过计算机软件技术将现场电气闭锁接点及机械结构实现的二次闭锁回路抽象为防误闭锁逻辑规则库，锁具与闭锁逻辑实现相互独立，闭锁的逻辑由计算机软件实现。操作时在防误主机上进行模拟操作，模拟的过程即进行操作逻辑检查，只有正确的操作逻辑才能模拟通过，模拟后将正确的操作序列下传到电脑钥匙，然后使用电脑钥匙按操作序列进行倒闸操作，操作完成后将电脑钥匙放入传输适配器，将操作结果回传防误主机。微机防误主机通过和电力监控系统通讯获得断路器、隔离开关、接地刀闸等实遥信状态，通过电脑钥匙操作结果回传来获得接地线、网门等虚遥信状态，如果接地线和网门锁采用带无线通讯功能的锁具，则可以将状态实时回传微机防误主机。
　　4可视化集控“五防”的工作原理
　　早期的微机防误系统一般实现单个变电所的防误功能，随着电网技术的发展和运营管理模式的变化，对防止电气误操作技术提出了新的要求，在区域电网范围内建立可视化集控防误系统成为安全操作的发展趋势。可视化集控防误系统可实现站间联络线闭锁功能、唯一操作权功能、多任务并行操作功能和视频联动功能。可视化集控防误系统分为三层，即OCC层、变电班组层、变电所层。
　　变电所层防误系统具备独立运行的能力，具有独立模拟、传票、操作和回传功能，也可以接收变电班组层在五防工作站模拟后下传的操作序列，在变电所层接票传入电脑钥匙。变电所层防误主机可以通过与当地监控系统通讯实现遥信互传以及对当地监控系统的遥控操作实现强制闭锁功能，也可以通过和OCC层五防服务器通讯实现实时在线对位，保证与服务器设备状态一致。
　　变电班组层防误工作站通过OCC层五防服务器实现与各变电所实时在线对位。可以在变电班组层防误工作站模拟操作，并把执行序列传输到电脑钥匙，再到变电所进行倒闸操作，也可以通过通信网络把执行序列传送到变电所防误主机，由当地操作人员接票，再拿电脑钥匙到现场进行操作。操作完成后可以在任意变电所或变电班组回传操作信息。
　　OCC层五防服务器负责整个防误系统的数据维护和管理。集中管理所有变电所数据，为所有五防工作站提供五防功能服务。可实现同各所状态同步、遥控操作闭锁、站间闭锁、唯一操作权、数据唯一性等功能。OCC层五防服务器具备与OCC层监控系统通讯的能力，实现互传遥信以及对监控系统的遥控操作实现强制闭锁的功能；也可以和变电所层防误主机实时在线对位，自动显示设备状态变化，保证服务器与变电所设备状态一致。OCC层五防服务器对所有站开出的操作票进行统一管理，可分别调用、保存。
　　5微机“五防”在城市轨道交通供电系统的应用探讨
　　5.1电力监控（SCADA）和“五防”一体化系统的应用
　　城市轨道交通供电系统可以考虑配置监控“五防”一体化系统。在电力系统，监控“五防”一体化系统已经广泛采用，此系统具有以下几个优点：①不需要单独配防误主机和软件，减少硬件和软件费用。尤其在城市轨道交通行业，城市轨道交通沿线主所、牵引所、降压所SCADA系统一般都配置有监控主机，只需再配置相应五防钥匙和锁具即可实现“五防”功能。②监控系统和“五防”系统共用数据库，不存在监控系统和“五防”系统通讯问题，提升系统可靠性。③维护成本低，监控和“五防”为同一厂家设备，不需要维护多套软件。
　　但是，采用监控“五防”一体化方案也有局限性，目前只能实现变电站层的监控“五防”一体化功能，可视化集控式监控“五防”一体化系统目前尚未实现，即站间防误闭锁无法实现。因此，还需电力监控厂家和“五防”厂家对可视化集控式监控“五防”一体化系统开展相关研究。
　　5.2城市轨道交通供电系统配置独立“五防”系统的方案设想
　　方案一：城市轨道交通供电系统主所、牵引所、降压所都配置独立防误主机、传输适配器和电脑钥匙，防误主机和变电所里SCADA系统通讯。城市轨道交通沿线各驻站点配置五防工作站、传输适配器和电脑钥匙。OCC端配置五防服务器，实现和电力监控主站系统通讯；OCC端五防服器和各驻站点五防工作站以及各主所、牵引所、降压所防误主机利用城市轨道交通主光纤环网实现组网。此“五防”系统为最大化配置，费用较高，可实现整个城市轨道交通供电系统的防误闭锁功能。
　　方案二：OCC端配置五防服务器，实现和电力监控主站系统通讯。另外在城市轨道交通沿线各驻站点配置相应数量的移动五防工作站和移动传输适配器，各主所、牵引所、降压所留有专用通讯接口，有需要操作人员到变电站操作时，操作人员带着移动五防工作站和移动传输适配器，到相应主所、牵引所、降压所接入专用通讯接口和OCC端五防服务器实现通讯，从五防服务器取得画面和数据，进行模拟并将操作票下传钥匙后进行操作，操作完成后将执行完的操作票回传。此集控“五防”系统配置简化，也可实现整个城市轨道交通供电系统的防误闭锁功能。此方案中变电站端不配置独立防误主机，SCADA系统使用自带的逻辑闭锁功能。
　　5.3城市轨道交通供电系统防误闭锁系统配置原则
　　鉴于城市轨道交通供电系统的重要性，城市轨道交通供电系统增加微机“五防”系统后，供电系统的机械闭锁和电气闭锁设计应当保留，这样即使微机“五防”系统故障的情况下，也能尽量保证倒闸操作的正确性，减少人为失误的可能。
　　6结束语
　　在城市轨道交通供电系统，微机“五防”技术的应用还处于偿试阶段。还需“五防”厂家针对城市轨道交通供电系统的特点开展微机“五防”的相关技术研究，解决城市轨道交通供电系统防止误操作上的一些难题，提高城市轨道交通供电系统的可靠性和安全性。
　　参考资料：
　　1、《JOYO-B卓越厂站防误综合操作系统选型指南》优特科技
　　2、《JOYO-J卓越集控站防误综合操作系统选型指南》优特科技