天广三回天生桥500kV交流场五防专家系统分析

500kV天广三回是西电东送南部的第三条交流大通道，西起贵州天生桥换流站500kV交流场，途经百色、南宁、玉林，通过茂名站接入广东电网，于2002年6月25日全线竣工投产，使西电东送能力由原来的3000MW提高到3700MW，极大地缓解了广东电力供应紧张的局面。天广三回天生桥500kV交流场（以下简称500kV交流场）是在天广直流送端天生桥换流站内扩建，与天广直流220kV交流场通过一组750MVA联络变相连，天广三回的建成，有力地改善了南方交、直流并联系统的主网架结构，但由于与天广直流的电气联系非常紧密，因此天广三回运行中的不安全因素将直接威胁到天广直流的安全稳定运行。曾在罗马线降压运行期间，因罗马线近区（保护测距0.9km）故障导致天广直流（1800MW）双极闭锁，一旦天生桥500kV交流部分发生电气误操作事故，危及的不仅是天广三回，有可能导致天广直流闭锁，甚至整个南方电网解列的严重后果。天生桥500kV交流部分虽然与220kV交流部分、直流部分同建在一个站内，但其监控系统是相对独立的，该监控系统配置了一台独立的五防专家系统工作站（如图1），集微机五防和操作票专家系统于一体，因此对五防专家系统的深入

   

    图1 天生桥换流站500kV交流场监控系统示意图

    分析、研究，不仅有利于本站运行维护人员使用和维护该系统，避免误操作事故发生，而且对天广三回乃至整个南方电网的安全稳定运行都具有很重要的意义。

    2、五防系统

    天生桥换流站直流部分和220kV交流部分监控系统均采用德国西门子公司原装进口设备，为了减少对西门子公司技术上的依赖，天生桥500kV交流部分扩建工程没有采用西门子公司预留的设计方案，配备了一套完整且相对独立的计算机监控系统，与直流场和220kV交流部分监控系统相对独立，采用双冗余以太网配置，分为站控层和间隔层（见图1），站控层设备布置在主控室，包括操作员工作站（2台）、五防专家系统工作站、工程师站、曲线工作站、WEB站、CSM300E以及RTU，间隔层设备布置在现场4#继电器室，站控层和间隔层之间采用光纤通信，所有监控设备均采用GPS对时。五防专家系统工作站挂接在双冗余以太网上，设备由珠海优特公司提供，配置为：商用工控机/20G硬盘/256M内存/WINDOWS NT4.0/UT-2000IV型软件/操作票专家系统软件/DNYS-1C型电脑钥匙/TADP-1B通讯适配器/DNBS-2型电编码锁/DNBS-3型机械编码锁。该系统是根据电气误操作事故的原则设计，实时与监控系统通讯，监测现场设备的状态，根据设备状态和电力系统对倒闸操作的“五防”要求，按照其五防规则进行判断，由操作票专家系统生成倒闸操作票，然后将操作票传送到电脑钥匙[1]，五防功能原理如图2所示。

   

    图2 五防功能原理图

    正常情况下将其电脑钥匙插入五防专家系统工作站的TADP-1B通讯适配器，操作员在操作员工作站上进行的每一步操作都将通过五防专家系统的“五防”判断，正确后才能将操作命令发出，当操作员所操作的设备被五防系统判断为不符合电力系统“五防”要求时，本次操作即被取消。如果操作员工作站故障或监控网络通讯异常时，操作员可以将传输有正确操作票的电脑钥匙拿到现场对断路器、隔离开关、地刀等进行倒闸操作。

    3、 五防机理

    所谓的“五防”是指防止电力系统倒闸操作中经常发生的五种恶性误操作事故：

    1）误分合断路器；

    2）带负荷拉隔离开关；

    3）带地刀（接地线）合隔离开关送电；

    4）带电合地刀或挂接地线；

    5）误入带电间隔。

    随着电子技术的发展和计算机在电力系统领域的广泛应用，电力五防也由最初的一把钥匙开一把锁的机械挂锁，发展到现在的微机五防。微机五防以其智能性，操作灵活方便，能达到防止倒闸操作五种误操作事故发生的目的[2]。

    目前国内防误操作装置根据动作原理大致可分为机械型、电气型、电脑型三大类。

    1）机械型：可分为直接式和间接式。

    直接式有：钢丝弹簧轮轴传动闭锁，机械连杆传动闭锁。

    间接式有：钥匙盒闭锁,电控钥匙盒闭锁,简易接地桩,机械程序锁，红绿翻牌等。

    2）电气型：电气报警，电气回路闭锁，电磁回路闭锁，高压带电显示装置。

    3）电脑型：可分为模拟屏型和微机型五防系统两类。

    天生桥站500kV交流场所采用的UT-2000IV型装置属于微机型五防系统，下面对该装置如何实现其五防功能作详细分析。

    UT-2000IV型软件系统中已经输入了500kV交流场的电气一次主接线图和每一个设备的操作规则，该系统通过冗余LAN网与监控系统实时通讯，获得现场设备的实际状态，当运行人员在工作站上对任何一个设备进行操作时，五防系统就根据预先编写好的规则对每一项操作进行判断，符合五防规则就允许操作，不符合五防规则的操作就拒绝执行，从而达到了防误的目的。

    现场实际中，经常遇到监控系统故障或是某一项操作进行过程中，监控系统出现问题而导致操作无法在运行人员工作站上完成，这时就需要到现场进行操作，怎样实现防误功能，下面将分别进行分析。

    3.1对断路器的闭锁：

    DNBS-2型电编码锁在电气相当于一个常开接点，它被串接到断路器手动操作回路中，（如图3）
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