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南京南瑞集团公司热烈欢迎各位领导、专家2019/9/152汇报内容一、防误装置概述二、微机型闭锁装置的原理三、微机型闭锁装置闭锁方案设计四、微机型闭锁装置特点五、微机型闭锁装置结构模式六、微机型闭锁装置规则库汇报人：刘仁琪136051791342019/9/153防误装置概述电力部门历来十分重视电力系统的安全运行，然而每年仍发生许多因操作人员误操作而导致的重大事故，造成人员伤亡、设备损坏、大面积停电、甚至引起电网的振荡和瓦解，经济损失惨重。所以安装防止电气误操作的防误闭锁装置是建设或改造变电站、电厂必须考虑的重要环节。南瑞公司从94年开始研制、生产微机五防，到目前已有2000多套系统在全国各电压等级的变电站、电厂、集控站投入使用，感谢四川电力公司各级领导对我们的支持，在四川我们有近200套系统在使用。2019/9/154防误闭锁装置的概念：电力系统为防止现场操作人员在现场操作过程中发生五种恶性事故而采取的一种防范措施。五种防范的恶性事故为：1、防止带负荷拉、合刀闸；2、防止误入带电间隔3、防止误分、合断路器；4、防止带电挂接地线；5、防止带地线合刀闸。防误闭锁装置的种类可分为三类：1、机械程序式闭锁装置；2、电气型防误闭锁装置；3、微机型闭锁装置。2019/9/1551。1机械程序式闭锁装置其核心用机械方式实现开关、刀闸、地刀、网门之间的相互闭锁。目前使用较多的是:机械连杆传动闭锁红绿翻牌机械程序锁。机械连杆传动闭锁利用连杆传动直接在刀闸操作机构上安装机械闭锁装置。例如断路器在合位，此时不允许拉开隔离开关的。如果去拉隔离开关，由于断路器和隔离开关操作机构之间的连杆作用，使得隔离开关拉不开，这样就实现了断路器和隔离开关之间的硬闭锁。2019/9/156机械连杆传动闭锁特点：这种闭锁方法利用机械原理直接在断路器、隔离开关等设备的操作机构上安装闭锁装置，是可靠的。但它受到距离和空间的限制，只适用于单一间隔。然而电力系统的运行状态是一个整体概念，不同的运行方式下，各间隔之间存在不同的联锁关系。仅使用机械连锁传动闭锁装置不能满足这种用户要求。因此，作为一个厂站的防误闭锁系统还需要其它类型的闭锁装置。2019/9/157红绿翻牌红绿翻牌主要用于断路器操作的闭锁，是一种正反面分别为红、绿两色的标牌，其红色表示断路器处在“合”状态，绿色表示断路器处在“分”状态。翻牌上有定位孔，通过不同的定位孔位置标记不同的断路器。每个断路器有两个红绿牌，这两个牌的定位孔位置一样，但颜色相反，一个放在断路器控制屏的操作柄上，另一个挂在模拟屏上。要求模拟屏上断路器状态和实际的断路器控制屏上的状态表示一致。对断路器操作时，应先在模拟盘上进行模拟操作，然后将模拟盘上的红绿翻牌取下，替换控制屏上的红绿翻牌并进行实际操作，再将替换下的红绿翻牌挂在模拟盘上。2019/9/158红绿翻牌相当于断路器操作机构闭锁的钥匙，只有在操作手柄上装上红绿翻牌，才能转动手柄进行操作。由于断路器和红绿翻牌的一一对应，可防止误合、分断路器。虽然它要求运行人员先模拟操作再实际操作，但不能强制闭锁，运行人员可以直接从模拟屏上取下红绿翻牌操作。另外，断路器操作屏上的闭锁比较简单，用其它工具代替红绿翻牌一样可以转动操作手柄，因此红绿翻牌不能实现完全的硬闭锁。2019/9/159机械程序锁机械程序锁是目前使用最多的一种机械程序式闭锁装置，因此生产厂家也很多。各种型号的产品均有自己的特点，但它们实现闭锁的思路是类似的：根据不同的接线方式和配电装置的布置形式选择各种功能的锁具组合后，进行程序编制，以满足防误操作的要求。锁具一般有两种：弹子锁和无弹子锁。通常弹子锁一把钥匙只能开一把锁，而无弹子锁可以做到一把钥匙开一个单元的锁。2019/9/1510总之，机械程序式闭锁对于简单接线方式的、在单个间隔内实现没有问题，但间隔之间的闭锁就无法实现，无法做到用机械方式实现闭锁逻辑，还会出现卡涩等常见机械故障，且闭锁装置的硬件均安装在机构的内部，出现故障很难发现故障点，解决的办法往往是破坏机构设备，寻找故障点。2019/9/15111、2电气型防误闭锁装置电气型防误闭锁装置主要有：电气回路闭锁、电磁回路闭锁、电气报警、高压带电显示装置。电气报警和高压带电显示装置主要对防止误入带电间隔和带电挂接地线起到提示报警的作用，主要用于固定高压开关柜、手车式开关柜中。电气回路闭锁电气回路闭锁方式是直接在开关、刀闸的控制机构中引入辅助电气节点，构成电气回路。根据各辅助节点的状态判断是否可以进行操作。当电气条件满足时，操作机构的电源接通，进行操作；否则，操作机构不能动作。2019/9/1512电磁回路闭锁电磁回路闭锁的原理同上，但它使用了电磁锁。电气条件满足时，锁电源接通，可打开锁进行操作；否则，电磁锁不能打开。电气型防误闭锁装置比较完善，可将闭锁建立在整个厂站运行状态的基础上，适合于不同间隔的闭锁，主要使用于电压等级较高、接线较复杂的变电站。但它需要敷设大量的电缆，不仅投资大，而且设计、施工都相当困难，特别是某些辅助节点的引入很难实现。常见的直流接地现象破坏了接点的正常采集，闭锁逻辑失效。复杂结线变电站闭锁逻辑复杂，靠电气阵列的逻辑关系实现非常困难。设备安装初期性能还较好，但维护工作量大，故障点多，工程扩建和改造困难。2019/9/15131.3微机型闭锁装置微机型闭锁装置通过软件方式将现场大量的二次闭锁回路变为计算机中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往电气、电磁闭锁不能实现或者很难实现的防误功能，是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。微机型闭锁装置采用计算机编码技术，将闭锁的硬件与逻辑运算分开，闭锁的逻辑运算由计算机的逻辑运算来实现，任何复杂的接线方式与系统的扩建均可简单实现。微机型闭锁装置可应用于电力、石化、冶炼等电力设备的安全装置中，适用于35kV～500kV等各种电压等级的变电站、发电厂的开关、刀闸等一次设备的防误闭锁。2019/9/1514第二章微机型闭锁装置闭锁原理2.1设计思想微机型闭锁装置是一种采用计算机技术、编码技术、通讯技术，用于防止电气设备误操作的装置。通常由防误主机（计算机、模拟屏）、电脑钥匙、锁具（机械编码锁、电气编码锁）等功能元件组成。微机防误闭锁装置闭锁的设备有四类：开关、刀闸、地线（含地刀）、遮栏网门（开关柜门）。上述四类设备通过锁具（电气编码锁和机械编码锁）实现闭锁，即如果安装在这些设备上的锁具不解除闭锁，这些设备都不能操作。锁具的开启由电脑钥匙控制，而上述设备之间的操作规则由软件编写形成规则库，存储在计算机或模拟屏。2019/9/15152019/9/15162019/9/15172、锁具有两个系列：挂锁系列、固定锁系列。无论是挂锁还是固定锁，我们在研制上充分考虑了“防空行程”的要求。在锁具设计方面我们有五项国家发明专利。2019/9/15182019/9/15192019/9/1520微机型闭锁装置充分利用现有的变电站监控系统的控制平台，通过信息资源共享从而简化系统结构，提高性能价格比。信息共享的实现如图所示：变电站监控系统微机防误主机虚遥信实时数据五防虚遥信电脑钥匙操作票虚遥信调度系统、集控中心实时数据锁具操作票执行虚遥信采集微机防误系统微机防误系统共享由变电站监控系统采集的各种实时数据，包括遥信量（其中断路器、刀闸等设备状态称为实遥信）、遥测量等。微机防误系统向变电站监控系统发送由电脑钥匙采集的五防虚遥信（也称虚遥信，包括监控系统未采集的刀闸、网门、临时接地线等设备状态）。监控系统将变电站的实时数据送到远方调度系统、集控中心，使得在远方能够监视到变电站全面的现场运行情况。这样防误系统就能够全面的监视到全站的所有设备的运行状态，为操作人员模拟预演和实际操作提供了一个真实可靠的操作平台。2019/9/1521微机防误操作系统和变电站监控系统的信息共享，简化了监控系统和防误系统的结构而不影响它们各自的功能。监控系统与防误系统彼此配合，相互补充，成为统一整体：不必为微机防误操作系统引入专门的信号电缆，就能得到各种设备的实时状态，使规则校验在实时环境下进行，操作预演过程具有真实感。通常监控系统需从现场接入大量的信号电缆，不仅投资大、配线复杂、施工、维护困难，而且有些信号无法从现场取到，如网门的状态、临时接地线的状态等。与防误系统共享由电脑钥匙上送的五防虚遥信就解决了这些问题，监控系统只需引入开关、可控刀闸等信号量，其它信号量均由电脑钥匙上送。既大大减少了监控系统的遥信量，简化了配线，节约了大量的电缆和资金，又能够监视到各种信号量。2019/9/15222.2系统构成微机型闭锁装置由三个部件组成：防误主机（五防微机或五防模拟屏）电脑钥匙编码锁：分机械编码锁和电编码锁，机械编码锁又分固定锁和挂锁。2019/9/152332位ARM7核的CPU•目前，采用ARM内核的CPU一广泛应用于各个领域，它的特点是：可以提供更大的程序空间、更多的外设、更快的速度。它还有低功耗、小体积等优点，总体成本也能大幅降低。2019/9/1524IC卡接口--接入各类接触式IC卡•可以扩充存储容量•可以进行身份识别•可以进行数据库互传•可以进行操作票切换人员2人员1人员3管理员电脑钥匙五防机SDICSDICSDICSDIC电气设备2019/9/1525红外通信•使用红外通信方式，使得电脑钥匙与五防PC机之间的通信完全电气隔离，避免了烧坏串行口的危险。红外通信五防机电脑钥匙通信充电装置2019/9/1526无线远程通讯•使用GPRS无线公用网络，可以使电脑钥匙在任何地方都可以与五防主机交换数据，无论中间距离几百公里，这样可以使电脑钥匙的应用变得多样化，尤其适合于应用于集控站方式的五防。红外通信五防机电脑钥匙DTU通信塔通信充电装置GPRS通信塔房屋建筑物2工厂城市2019/9/15272019/9/1528语音功能•电脑钥匙提供的真人发音可以使电脑钥匙的使用变得更加便利，操作人员即使不用看显示屏也可知道要进行什么样的操作。2019/9/1529脱机独立操作能力•变电站的相关数据库（包括人员信息库、闭锁逻辑库、设备信息库等）存于电脑钥匙之中，使得电脑钥匙可以脱离五防PC机独立完成变电站的五防操作。而且电脑钥匙还可以修改这些数据库的部分信息，并将其回传给PC机。这样，即使PC机内的数据库全部丢失，还可以通过存于电脑钥匙中的数据库来恢复。2019/9/1530软件用户自行升级•电脑钥匙的软件和BIOS可以由用户自行升级，用户只要从网上下载最新版的升级文件，然后通过终端仿真程序将升级文件传送给电脑钥匙，然后由电脑钥匙自行将软件烧写升级，非常方便。2019/9/1531自诊断检测功能•提供完善的自我诊断功能，要求电脑钥匙对其内部的每个硬件模块、功能模块都有自我诊断能力，如检测内部存储体等内部电路有无故障；自检操作可以检测开锁机构、验电回路以及与其相关部分有无异常情况•锁编码检测即编码锁的对位检查操作，用于核对机械编码锁、电编码锁、合位状态检测器、分位状态检测器等编码锁是否正确•另外还有电量、语音、背光、开关、按钮、探头检测、放电检测的诊断功能。这些功能应该可以检测到电脑钥匙的所有功能，给用户在使用中提供了极大的方便。2019/9/15322。3操作过程微机型闭锁装置操作过程分为两步：预演操作和实际操作。预演操作微机五防系统事先将各种运行方式的操作运行规程、电气防误操作接线图(简称一次接线图)及所有开关、刀闸、网门等设备的正确操作方式保存在防误主机中，当运行人员受票并在防误接线图上进行模拟操作时，系统会根据当前实时的运行状态检验其模拟操作步骤是否符合规则。若操作违背了规则，系统将推出对话框，提示正确的操作步骤及有关的操作元件名称和编号；若符合规则，系统将确认你当时的操作步骤，并自动将该步骤登记在当前的操作票上。2019/9/1533整个操作预演过程基于引入的操作规则和全站所有设备的实时状态，系统能有效地防止操作票中各种误操作项的出现，保证了操作票的正确性。实际操作现场实际操作有三类：上机操作、