引  言

电力系统运行中，电气倒闸操作以及故障处理是常见的基础性工作，电站值班人员正确、安全的操作是保证电力系统安全稳定运行的基础。在电气倒闸操作过程中任何错误或者不规范的操作都有可能危及电力系统的安全稳定，造成设备损坏甚至人员伤亡。给人身及国民经济造成损失。猴子岩电站作为四川甘孜丹巴地区到康定地区电力输送的枢纽电站，直接关系到丹巴地区的电力外送，引入微机五防系统的意义重大，目前该系统已运行近8年时间，系统运行稳定，操作性强，闭锁功能强大，取得了一系列运行经验。

1 增加微机五防系统的要求和目的

为了保证电气操作人员的安全以及电网的安全稳定，杜绝发生误操作事故，按照国家电网公司《防止电气误操作装置管理规定》以及国家能源局《微机型防止电气误操作系统通用技术条件》中相关规定，电气设备中存在有可能引起电气误操作的的一次设备，均应安装防误装置。

微机五防系统的基本功能。（1）防止误分合断路器；（2）防止带负荷误分合隔离刀闸；（3）防止带电误合（挂）接地刀闸（接地线）；（4）防止带地刀（地线）误合断路器；（5）防止误入带电间隔。为了有效实现五防功能，避免发生误操作事故，必须在电气设备上安装闭锁装置或者设置微机五防系统，例如机械闭锁装置，电磁闭锁，电气编码锁。目前微机防误已成为防止电气误操作的一个重要手段。

防误装置必须具备的要求，结构简单、可靠性高，操作维护简单方便。配置专用的特种闭锁装置及专用的解锁工具。针对每个电气设备有独有的与之对应的闭锁装置，防误装置不应影响断路器及隔离刀闸等一次设备的操作性能。

2 电站微机五防系统的组成、工作原理及网络结构

2.1 微机五防系统的组成

猴子岩电站微机五防系统主要由微机防误服务器、UT-JOYO微机防误软件、电脑解锁钥匙、电脑解锁钥匙通讯装置、检修隔离装置、智能解锁钥匙管理机、微机五防系统网络、微机五防系统地线柜、微机五防系统编码地线桩、微机五防系统五防机械编码锁、微机五防机械闭锁盒等组成。

微机五防系统服务器的主要部署UT-JOYO微机防误软件，能够实现对微机五防系统闭锁逻辑库的维护、微机五防锁具库、地线管理柜、电脑解锁钥匙等硬件的管理工作，日常主要功能为微机五防操作票开票，工作人员在微机防误软件进行操作票开票，防误软件根据制定的规则实时判断每项操作是否符合闭锁规则，然后生成操作票，将生成的操作票传输至电脑解锁钥匙、检修隔离装置、微机五防地线柜等装置，实现对相关设备及工器具的操作。

电脑解锁钥匙主要用于接收微机UT-JOYO微机防误软件及专家票系统生成的五防操作票，电脑解锁钥匙接收操作票有无线、有线两种模式，提供灵活的数据传输方式，当接收到操作票后，会在电脑解锁钥匙屏幕上显示操作票的操作步骤，将电脑解锁钥匙插入对应操作票步骤的五防闭锁设备，即可实现对设备的解锁，从而可操作相关电气设备。

检修隔离装置主要在检修时实现对相关电气设备的隔离工作，在微机防误软件中编写检修隔离票，将相关设备状态进行调整至检修状态，将检修隔离票传输至检修隔离装置，检修隔离装置会自动将检修隔离票分配至空闲状态的检修隔离钥匙，工作票许可人将检修隔离装置上对应的检修隔离钥匙拔出发放至检修工作负责人，办理相关检修工作开工许可。在工作负责人未交回工作票及插回检修隔离钥匙的状态下，微机防误软件上相关检修设备处于不可开票状态，防止在检修期间无关人员对检修设备状态进行调整，造成触电及设备事故的发生。

智能钥匙管理机是用于保存强制解锁钥匙的装置，在微机五防系统部署中考虑到现场停电等极端情况下微机五防系统无法使用，因此微机五防系统配备了强制解锁相关钥匙及工具，在全站停电等极端情况下可直接使用强制解锁钥匙打开现场五防机械锁、闭锁盒、闭锁回路，对设备进行操作。日常将强制解锁钥匙放置在智能钥匙管理机内闭锁保存，在需使用强制解锁钥匙的情形下，经公司具有审批权限人员批准，现场值守负责人使用自己的账号密码及解锁IC卡可打开智能钥匙管理机。智能钥匙管理机能自动记录开门人员的信息及时间，为强制解锁钥匙的管理提供历史记录。

微机五防地线柜主要用于电站接地线的日常管理，日常电站接地线放置在接地线柜闭锁保存，当需要使用接地线时在微机防误软件中开票，选择需使用的接地线编号，当开票结束生成操作票后，微机五防地线柜接收到防误软件的信息后会自动解锁相应编号的接地线，操作人员即可取走接地线进行使用。微机五防地线柜的使用可有效避免人员未经微机五防闭锁逻辑就取走接地线进行使用，造成的误挂接地线事故的发生。同时微机五防地线柜提供恒温恒湿的保存环境，有利于接地线的保持在较好的状态，避免水电站高温高湿环境造成接地线锈蚀等损坏。

微机五防系统五防机械编码锁、微机五防机械闭锁盒用于对现场设备进行强制闭锁。机械编码锁主要用于对一次设备的屏柜门、隔离网门、接地桩进行闭锁，在微机防误软件中所有设备与锁具唯一对应，使用电脑解锁钥匙打开机械编码锁时，只有操作步骤中的设备和电脑解锁钥匙识别的机械编码锁编码相对应才可打开机械编码锁。机械闭锁盒主要用于设备操作按钮、操作把手的强制闭锁，机械闭锁盒罩住设备操作按钮、操作把手，使用电脑解锁钥匙打开机械闭锁盒，只有操作步骤中的设备和电脑解锁钥匙识别的机械闭锁盒编码相对应才可打开机械闭锁盒，从而能够操作设备的把手、按钮，对设备进行操作。

微机五防系统编码地线桩主要安装在变压器、发电机等主设备处，接地桩与电站主接地网相连接，提供可靠的接地回路。微机五防系统编码地线桩与接地线接地端安装的智能接地头配合使用，将接地线接地端安装的智能接地头插入接地桩时，智能接地头能识别接地桩编号，并与微机防误软件中生成的对应操作票进行对比，当接地桩编码与操作票中的编码不一致时智能接地头会发出报警声。防止人员误挂接地线。

2.2 微机五防系统的工作原理

微机五防系统主要以微机五防服务器、UT-JOYO微机防误软件、五防无线网络为核心，在UT-JOYO微机防误软件中编制所有一次设备的模拟接线图以及闭锁规则。通过监控系统与微机防误系统的通讯实现电气一次设备的状态实时传输至微机五防系统，当电站人员在专家票系统进行操作票开票时，防误软件根据制定的规则实时判断每项操作是否符合闭锁规则，当该操作违反制定的闭锁规则时则无法生成该条操作。当开票完毕微机五防服务器通过有线或者无线的方式将操作票传输至电脑解锁钥匙，电站值班人员就可以拿电脑钥匙到现场进行操作。

使用电脑钥匙进行操作时，根据操作顺序，电脑钥匙上将会显示即将操作设备的名称及操作方式。将电脑钥匙插入相应的设备闭锁装置时，电脑钥匙通过读取闭锁装置上独有的编码，判断当前操作的是否为即将操作的设备。当电脑钥匙判断是即将需要操作的设备则通过语音及文字信息提示可以操作，运行人员通过按下解锁按钮打开闭锁装置。此项操作完成后电脑钥匙会转至下一步操作。当电脑钥匙识别出当前操作与插入的闭锁装置编码不一致时，将通过语音及文字提示“操作错误，请检查”。同时闭锁解锁按钮，操作人员无法再继续执行错误的操作步骤。

猴子岩电站微机防误软件中主要部署有以下类型闭锁逻辑。（1）断路器合闸时，与断路器相连的隔离刀闸在分闸或者合闸位置。（2）隔离刀闸合闸时，与隔离刀闸相连的地刀、地线处于分闸或拆除状态，与隔离刀闸相连的断路器处于分闸状态，防止带地刀或者带负荷合隔离刀闸。（3）隔离刀闸分闸时，与隔离刀闸相连接的断路器分闸状态，防止带负荷分隔离刀闸。（4）地刀合闸时，与地刀相连接的隔离刀闸分闸状态，防止带电合地刀。（5）装设接地线时，与接地点相连的隔刀处置分闸状态，防止电装设接地线。（6）打开高压设备网门或闭锁门时，与设备相连接的断路器分闸状态，防止误入带电间隔。

2.3 微机五防系统的网络结构

猴子岩电站微机五防系统的网络结构由地面厂房无线网络、地下厂房网络结构、微机五防系统与操作票系统、监控上位机系统通讯组成。

微机五防地面无线网络系统通过无线网络控制器、五防路由器、无线网络适配器等设备实现地面厂房的微机五防无线网络全覆盖。微机五防服务器将相关信号送至交换机，五防路由器通过有线接入交换机，再将服务器的信号转换成无线信号。当人员手持电脑钥匙在设备间操作时可实时传输操作完成情况至五防服务器。

微机五防地下厂房无线网络通过地面至地下的光缆连接地下与地面的微机五防交换机，地下个设备间的五防路由器连接至地下微机五防交换机，当地下运行人员手持电脑钥匙在地下设备间时，微机五防服务器可以实现与地下的现场电脑钥匙实时通讯。微机五防系统支持无线及有线两种传票方式，当运行人员在设备间就可以接收五防服务器发出的操作票，连续操作时运行人员不再需要再次到微机五防服务器处通过有线通讯接票，提高了工作效率。

微机五防系统与电站操作票系统通过以太网通讯的方式将专家票系统制作的操作票传输到电站操作票系统。猴子岩电站使用的操作票系统为远方集控统一配置服务器，电站操作票系统服务器位于流域集控中心，微机五防服务器将五防专家票系统生成的操作票传输至电站集控通讯服务器，集控通讯服务器将信息通过光传输设备传输至位于远端的位于集控中心的电站操作票服务器。操作人员只需要在电站操作票系统中打印由微机五防系统传输过来的操作票即可，微机五防系统与电站操作票系统的通讯实现了操作人员只需要一次开票即可实现微机五防系统与电站操作票系统双系统都能接收到此操作票的功能，也可以避免操作人员在电站操作票系统中写票没有五防功能引起误操作的风险。

微机五防系统与电站监控系统通过以太网方式通讯，在监控系统中建立微机五防系统专用的虚拟DPU。在此虚拟DPU中设置微机五防系统需要的一次设备信息，例如一次设备分合闸状态等。监控系统将采集到的一次设备信息实时传输给微机五防系统，实现微机五防系统能够实时接收到现场一次设备的实时情况，避免发生现场设备状态已改变而五防系统未获得相关信息，从而生成与实际情况不相符合的操作票。

3 微机五防系统在使用中的问题及解决方案

3.1微机五防系统无线网络与现场布置的无线WIFI网络不兼容

猴子岩电站布置有覆盖全厂的无线WIFI系统，在设计时微机五防的无线网络系统未考虑与此系统的兼容，若微机五防系统能通过无线WIFI系统传输信息就可以在现场不再重复布置微机五防的无线路由器。此方案可节约设备投入成本及施工成本，也可减少现场设备布置，使现场更加美观。在以后的新建电站或者相关系统的改造升级中可以考虑现场无线WIFI与微机五防系统兼容使用同一无线网络。

3.2使用中必须同时使用微机五防系统操作票与电站操作票

目前相关猴子岩电站相关管理规定操作设备时必须使用微机五防系统的电脑钥匙与电站操作票系统生成的纸质操作票，使用中携带物品较多，增加了操作人员负担，操作过程中既要在电脑钥匙上确认，也要在纸质操作票上画勾确认，重复性工作使操作过程复杂化。在保证安全的前提下修改相关管理规定，只是用微机五防系统电脑钥匙进行操作，实现无纸化操作。

3.3智能解锁钥匙管理机开门工具保管携带不方便

   猴子岩电站微机五防系统解锁工具配置了专用的智能解锁钥匙管理机，将微机五防系统解锁用具放入解锁钥匙管理机，对具备批准使用解锁工具的人员配置了专用IC卡可打开钥匙管理机，智能钥匙管理机的使用可有效避免解锁工具的不规范或者违规使用，但是具备批准使用解锁用具的人员必须每天携带专用IC卡，当需要使用解锁工具，若未携带IC卡或者IC卡损坏时就无法打开钥匙管理机取出解锁工具。在使用时不方便人员的工作。在系统改造升级时可以考虑在智能解锁钥匙管理机增加指纹识别模块，事先录入具备批准使用解锁工具人员的指纹，当需要打开钥匙管理机时，具备批准使用解锁工具人员使用指纹即可打开钥匙管理机，减轻人员每天携带解锁IC卡的负担。

4 结语

微机五防系统在猴子岩电站的近8年的使用中给猴子岩电站的安全生产带来了积极的作用，有效的防止了误操作事件的发生，运行整体情况良好。但在实际的使用过程中也存在第三节所阐述的相关问题，微机五防系统目前仍存在较大的改进空间，进一步方面用户的使用和与用户的其他系统相融合节约成本。

参考文献：

1.汤建勋，朱卫俊，微机五防系统在紧水滩电站的应用. 科技资讯，2009.No 02