基于监控五防一体化防误操作方案的研究与实现_硕士学位论文.doc
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1、华华 北北 电电 力力 大大 学学 工工 程程 硕硕 士士 专专 业业 学学 位位 论论 文文 题题 目:目:基于监控五防一体化防误操作方案的研究与实现 英英 文文 题题 目目:Research and Implementation of Design on Anti-error Operating for Five-prevention Integrated Supervision System 专专 业业 领领 域:域:电气工程 华华 北北 电电 力力 大大 学学 声 明 本人郑重声明:此处所提交的工程硕士专业学位论文基于监控五防一体化防误 操作方案的研究与实现 ,是本人在华北电力大学攻读
2、工程硕士专业学位期间,在导师 指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知,除了文中特别加以标注和致 谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得华北 电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研 究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名: 日 期: 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保 管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;学校可以采用影印、缩印或其它 复制手段复制并保存学位论文;学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校可以学 术交流为目
3、的,复制赠送和交换学位论文;同意学校可以用不同方式在不同媒体上发 表、传播学位论文的全部或部分内容。 (涉密的学位论文在解密后遵守此规定涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名: 导师签名: 日 期: 日 期: 华北电力大学工程硕士论文 1 摘 要 随着变电站综合自动化技术的发展,逐步形成了综合自动化监控和微机防误系统 的融合,在以数据库一体化为核心的站控层平台上,形成了站控层、间隔层一体的防 误操作模式。本文通过对防误闭锁理论的研究以及对运行中的监控五防一体化体系的 分析,提出在线智能程控防误闭锁方案,该方案将站控层一体系统和间隔层逻辑系统 结合起来,使测控装置在接收正常的遥控命令的同时
4、还能够接收后台监控五防模块按 照操作序列发送的闭锁令和解锁令,使每步操作都经过了五防逻辑判断和操作票顺序 闭锁判断。同时完善网门位置和临时接地刀闸位置的采集与控制,实现了在正常的操 作过程中,监控五防一体化系统提供全程的、实时在线的五防逻辑闭锁和操作票顺 序闭锁。 关关键键词词:变变电电站站综综合合自自动动化化 , ,监监控控, ,五五防防, ,一一体体化化, ,智智能能程程控控闭闭锁锁 ABSTRACT With the development of substation automatic system, it becomes a fusion system of comprehensiv
5、e automatic supervision and computerized fool proof. Based on control layer of database integration, it is an anti-error operating system of integrated control layer and spacer layer. This thesis puts forward the design on the intelligent system for program control of anti- error operating system th
6、rough the study on the theory of anti-misoperation locking system and the analysis of five-prevention integrated supervision System. Combining control layer integrated system with spacer layer logic system, it realizes that the monitor device can receive the order of remote control and the order of
7、lock and unlock sending by monitor module of five- prevention system in operating sequences at the same time, and each operation is approved by five-prevention system and operation lock . In addition, the design improves the collection and control of net location and temporary ground disconnector lo
8、cation and in normal situation five- prevention integrated supervision system provides five- prevention logic lock and operation system lock for real time. Yan Zhigang(Electrical Engineering) Directed by prof. Dong Lei 华北电力大学工程硕士论文 2 KEY WORDS: substation comprehensive automatic system, supervision,
9、 five-prevention, integrated, intelligent Locking System 华北电力大学工程硕士论文 3 目 录 中文摘要 英文摘要 第一章 绪论1 1.1 研究背景和意义1 1.2 研究现状2 1.3 本文工作6 第二章 防误操作闭锁及监控系统理论7 2.1 五防的概念7 2.2 微机五防系统理论7 2.2.1 微机五防的原理7 2.2.2 微机防误的操作流程8 2.2.3 微机五防闭锁实现方法9 2.3 变电站监控系统的基本概念与基本功能10 2.4 变电站综合自动化监控系统理论11 2.4.1 集中式微机监控系统概念与结构12 2.4.2分层分布式监
10、控系统概念与结构12 2.4.3变电站监控系统站控层13 2.4.4变电站监控系统间隔层15 2.5 本章小结16 第三章 一体化在线五防系统的实现17 3.1 一体化在线五防系统实现的整体思路与结构17 3.1.1 一体化在线五防系统实现的整体思路与操作流程17 3.1.2 一体化在线五防系统整体结构19 3.2 一体化系统监控后台功能的实现22 3.2.1 图形模块22 3.2.2 五防模块22 3.3 间隔层闭锁功能的实现24 3.3.1 操作票序列控制闭锁功能的实现24 3.3.2 装置逻辑闭锁模块的闭锁功能的实现25 3.4 主要装置的逻辑模块闭锁和逻辑触发关系26 3.4.1 测控
11、装置逻辑模块的触发26 3.4.2 间隔层闭锁的逻辑关系 26 3.4.3 间隔层闭锁控制命令的执行过程28 3.5 操作机构的状态采集处理29 3.6 本章小结30 华北电力大学工程硕士论文 4 第四章 一体化在线五防系统运行分析32 4.1 一体化在线五防系统应用中的实际问题32 4.1.1 遥控对象的配置32 4.1.2 五防闭锁系统失效应对33 4.1.3 五防数据信息的实时更新35 4.2 一体化在线五防系统应用效果35 4.3 本章小结37 第五章 结论38 5.1 成果38 5.2 问题与展望39 参考文献40 在读期间参加科研和发表论文情况43 致 谢44 华北电力大学工程硕士
12、论文 1 第一章 绪论 1.1 研究背景和意义 电力系统的安全运行是国民经济发展的重要保证,电力部门历来十分重视电力 系统的安全运行,然而我国每年都会发生很多因操作人员误操作产生的重大事故, 造成巨大的生命财产损失。随着我国电力工业的发展,电网规模不断扩大,电网结 构更加复杂,其输送容量和电压等级也不断增高,误操作事故对电网、设备、人身 的安全威胁性更是逐步加剧,由此造成的损失也越来越严重,从 历年的统计数据看, 误操作事故的发生每年都给国家和电力企业造成巨大的经济损失,给安全生产带来 重大影响。 从国家电网公司2003-2005年防止电气误操作工作调研报告 中可以看出, 2003-2005年
13、国家电网公司各所属单位共计发生误操作事故 77次,共损失电量 43.15万KW,人员受伤5人,死亡1人。其中发生五种恶性误操作事故 50次,占误操 作事故总数的64.9%1。在这77次误操作事故中,运行责任 48次,占62.3%,是主要 责任,此外检修责任 11次,占14.3%,继保责任11次,占14.3%,其它依次为调度 4 次,试验2次,安装施工1次1。 另外,从历年的防误操作事故统计分析中可知 :带接地线(接地开关)合闸一直 是居首位的恶性误操作事故。此类事故绝大多数是因为设备检修后漏拆临时接地线 引起的。占第2位的是带电挂地线 (合接地开关)。此类事故在早期的统计中并不突 出,但在从0
14、5年至今均排在恶性误操作事故的第 2位,此类事故往往是由于在操作 过程中未进行验电造成。有时还会造成人员伤亡,后果比较严重。误入带电间隔是 历年误操作事故中最少的, 2003年-2005年共发生3次,占6%。但此类事故对人员安 全构成极大威胁,而且其它类型事故,如误分合断路器,带电挂接地线(合接地开 关)等大多也是由于误入带电间隔引起 1。 这些恶性误操作事故的发生,给我们各发、变、供电单位敲响了警钟,使我们 认识到防误操作工作的重要性、紧迫性。目前,在变电站中采用电气防止误操作闭 锁装置已成为防止误操作事故的一种重要且行之有效的防范措施。它对防止电气误 操作事故,以至防止进而引发的人身、电网
15、和设备事故具有重要作用。 据统计,截止2008年国家电网公司系统闭锁装置装用量共计 56249套,其中电 气联锁装置3706套,占5.5%,机构联锁装置11573套,占20.6%,电磁锁2793套,占 5.0%,机械程序锁16105套,占28.6%,微机闭锁装置22005套,占39.1%,其它闭锁 装置697套,占1.2%。其中微机闭锁装置套数最多,所占比例最大 1。 华北电力大学工程硕士论文 2 为保证电力系统的安全稳定运行,减少误操作事故的发生,电力行业颁布的 电力系统安全运行规程 中规定了操作票制度及电力五防细则,在厂站内装设了 很多防止误操作的装置。 随着计算机技术的发展,变电站的装置
16、都开始采用微机技术而成为微机型保护 装置、微机监控、微机远动、微机录波装置、微机防误闭锁装置 2。打破了过去常 规变电站的二次结构,形成了变电站综合自动化系统。 站内的断路器和隔离开关实 现了计算机直接遥控操作,即 “四遥”功能,逐步,由基本的监视控制功能向功能 综合的体系发展。 变电站实现综合自动化后,变电站二次结构发生了变化,实现了 操作监视屏幕化的情况下,监控后台微机操作替代了过去的控制屏把手操作,而且 远方微机操作的范围也扩大到隔离开关。 这种情况下,运行部门对监控后台操作的防误措施提出了新的要求。变电站自 动化系统在设计规则中要求, 为了防止误操作,操作闭锁主要包括: 操作出口具 有
17、跳、合闭锁功能和具有并发性操作闭锁功能。 CRT屏幕操作闭锁功能,只有输 入正确的操作命令和监控命令,才有权进行操作控制。 当站内通信网退出运行时, 能满足非CRT屏幕操作、五防闭锁功能和适应一次设备现场维修操作的五防闭锁功能。 根据一次设备的实际运行状态,自动实现断路器、隔离开关操作闭锁功能 3。针 对这一问题,综合自动化厂家和一些机构,对监控系统中实现防误操作的措施进行 了研究。 1.2 研究现状 依据误操作产生的原因, 导致误操作的原因主要有三部分 ,分别是运行值班 员、检修人员及其他人员的误操作。运行人员的误操作主要包括误拉、误合隔离开 关和断路器、误入间隔等;检修人员的误操作主要包括
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