變電站微機防誤閉鎖系統(tǒng)簡介

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電力系統(tǒng)如何防止錯誤的倒閘操作而引發(fā)事故(特別是重大事故)，一直是困擾本行業(yè)的重大問題。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，微機防誤閉鎖系統(tǒng)憑其獨特的邏輯判斷能力在不久的將來擔(dān)負(fù)重任,，同時,，如同在其它行業(yè)一樣,，計算機的模擬(甚至于仿真)培訓(xùn)系統(tǒng)也使電氣操作人員的培訓(xùn)工作進入了一個嶄新的階段,。
0 e" N+ J: Y* [/ U) x1　微機防誤閉鎖系統(tǒng)
& o1 w% }6 z: @" l" R% f　　微機防誤閉鎖系統(tǒng)是一種以計算機及其外圍設(shè)備為基礎(chǔ),、智能專家系統(tǒng)為核心的防止人為操作失誤的計算機監(jiān)控體系，它由以下六大部分組成：微型計算機,、模擬操作及顯示屏,、現(xiàn)場信息采集及通信系統(tǒng)裝置、電腦鑰匙,、電子閉鎖裝置,、智能專家系統(tǒng)軟件等，以及電源,、打印機,、鍵盤、鼠標(biāo)等輔助設(shè)備,，其結(jié)構(gòu)詳見圖1所示(虛框內(nèi)設(shè)備為可選部件),。
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　　微機防誤閉鎖系統(tǒng)在國內(nèi)沒有制訂具體的分類方法及標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)其性能及構(gòu)造特點,，可以分為以下類型,。
　　a) 按現(xiàn)場信息采集及通信方式：可分為固定式采集器有線通信型、固定式采集器無線通信型,、移動式采集器無繩通信型三種,。其性能各有特色。固定式采集器有線通信型,，是最傳統(tǒng)的,、可靠性較高的產(chǎn)品，但由于其安裝及維護工作量較大,，相對于已建成的變電站而言,，實施難度較大；固定式采集無線通信型,，為了保證工作可靠性,，需要投入較多的資金購置昂貴的通信設(shè)備，而且必須配備高水平的維護人員,，但具有安裝方便,，有利于遠方遙控的優(yōu)勢；移動式采集器是一個由人工攜帶并逐點采集設(shè)備狀態(tài)的采樣記錄儀,，具有投資最少,、安裝維護最方便的特點，但對廠家的技術(shù)水平和工藝質(zhì)量要求甚高,。
0 P& X& L; y* O$ ]) }　　b) 按閉鎖控制方式：可分為固定式程序閉鎖型與智能式程序閉鎖型,。固定式程序閉鎖型,，在操作者進行操作時，必須嚴(yán)格按照事先編制的程序順序進行操作,，否則就閉鎖被操作設(shè)備,。這種產(chǎn)品雖然制止了可能發(fā)生的誤操作，但遇到某些沒有事先編制進去的特殊操作項目,，便無法適應(yīng),，給現(xiàn)場操作的靈活性帶來制約。智能式程序閉鎖型,，操作者既可按事先編制的程序進行典型操作,，遇到特殊情況時還可進行不違反基本原則的靈活操作，其操作邏輯分析由一個貯存在電腦鑰匙內(nèi)的智能專家系統(tǒng)控制,。
- {1 E+ v# M: R( k! m! W　　c) 按操作過程監(jiān)視方式可分為：無事后追憶監(jiān)測型與可事后追憶監(jiān)測型,。無事后追憶監(jiān)測型能對現(xiàn)場操作的步驟進行監(jiān)測閉鎖，但不進行語言提示及不能事后追查實際操作過程,�,？墒潞笞窇洷O(jiān)測型，既可在操作過程中進行監(jiān)測閉鎖,，同時在操作過程中有電腦語言提示,，并且，在操作結(jié)束后可以從“黑匣子”中追查操作過程(包括試圖進行但被電腦鑰匙閉鎖而未遂的操作項目),。

2　基本功能
　　各種類型的產(chǎn)品由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同,，其工作方式均有各自的特點及功能差別，但其基本的工作功能是相同的,。
/ z' S3 a" _+ f3 i/ o+ L" G- l2.1　微型計算機
4 F4 Z' S& _- M$ s　　微機是整個防誤閉鎖系統(tǒng)中的核心,，其內(nèi)部貯存和運行全過程的程序控制。它的主要作用如下：
　　a) 接收和分析從現(xiàn)場與模擬顯示屏傳來的信息
　　由于被操作設(shè)備的實際狀況是決定可操作程序的依據(jù),，因此,，它在每次操作前和操作后都要逐一準(zhǔn)確地讀取、核對被操作設(shè)備及相關(guān)設(shè)施的現(xiàn)狀,，并將其與模擬操作顯示屏對比,，且給出提示信息供操作員糾正錯誤，以確保本次操作(或下次操作)前的狀態(tài)正確性,。
8 D8 _! j/ N2 u- I5 r, |　　b) 監(jiān)測模擬操作過程
　　按行業(yè)法規(guī),，電氣倒閘操作前均應(yīng)先在模擬顯示屏上進行預(yù)演，微型計算機根據(jù)智能專家系統(tǒng)或事先編寫的典型操作程序全過程監(jiān)視模擬操作的每一步驟,，并進行邏輯判斷,，確定操作步驟是否合理,，并提示錯誤內(nèi)容,，以便操作人員更正,。
　　c) 傳遞操作程序指令
　　當(dāng)操作人員在模擬操作顯示屏預(yù)演操作結(jié)束后，微機將正確的操作程序指令發(fā)送到電腦鑰匙及打印機,。
" ]/ v. {) I; q: L5 m　　d) 核對操作過程
　　微機要求操作人員在現(xiàn)場完成操作任務(wù)后,，插回電腦鑰匙匯報操作過程，微機從電腦鑰匙中的“黑匣子”讀出操作記錄,，并發(fā)出語音或字符信息指出其已執(zhí)行的合法非預(yù)定操作項目和被電腦鑰匙閉匙未遂的違規(guī)操作項目及沒有執(zhí)行的預(yù)定操作項目,。
6 w$ O' N7 ]6 [5 U- v2.2　模擬操作及顯示屏
　　模擬操作及顯示屏是用于供操作人員在對實際設(shè)備進行實際操作前，進行操作預(yù)演和顯示有關(guān)提示信息的裝置,。一般是在特制的屏板上裝設(shè)計表示實際設(shè)備“電氣一次接線圖”和相應(yīng)開關(guān),、刀閘的模擬操作電鍵、狀態(tài)指示燈及與微機相聯(lián)的通信口,。
2.3　電腦鑰匙
　　電腦鑰匙的主要功能是用于辨別被操作設(shè)備身份和打開符合規(guī)定程序之被操作設(shè)備的閉鎖裝置,，以控制操作人員的操作過程。高性能產(chǎn)品的電腦鑰匙還帶有微處理器和“黑匣子”,，具有智能防誤功能,，供操作人員在緊急情況下，無需返回主控室進行模擬預(yù)演而直接進行不在預(yù)定操作程序中的合法操作,，但事后須用電腦鑰匙向微機匯報操作過程,，如前所述，微機會追查,、復(fù)核操作過程,，并指出已執(zhí)行的不在預(yù)定程序中的合法項目和被電腦鑰匙閉鎖而中止的未遂違規(guī)操作項目及沒有執(zhí)行的預(yù)定操作項目。
2.4　信息采集及通信裝置
6 v8 Y4 n3 n: @% |2 }　　正如前述有3種結(jié)

構(gòu)形式,。它的主要作用是及時,、真實地將設(shè)備狀態(tài)傳送到微機，作為邏輯分析依據(jù),。
* X$ ?" {+ v" U* n8 B8 M5 N# f2.5　電子閉鎖裝置
1 @; ?' r' U4 `# O( F/ B& v$ }# H　　電子閉鎖裝置的主要功能就是控制被操作設(shè)備之操作機構(gòu)的開放與否,，它包括電子編碼鎖具和智能電子鑰匙兩部分。為了實現(xiàn)程序閉鎖,，每一個設(shè)備的每一個操作控制點均應(yīng)裝配一把有唯一固定電子編碼的電子鎖具,。
% t9 b! ~2 u# n9 X% e　　由于電腦鑰中已經(jīng)貯存了本次操作的規(guī)定程序，因此,，操作者進行操作時電腦鑰匙一插入被操作設(shè)備的控點電子鎖內(nèi),，則產(chǎn)生以下效果：
　　a) 電腦鑰匙讀出該點身份編碼，以確定該操作控點是否是預(yù)定程序中本步操作控點,。
　　b) 比較確認(rèn)正確,，則打開該控點閉鎖，提示“可以操作”；否則閉鎖控點,，提示“步驟錯誤”和顯示錯誤性質(zhì),，直到操作人員找對正確的制備控點為止。
' e6 E& f% h9 \  B$ ~0 @$ T2 J5 a　　c) 本步操作完畢后,，關(guān)閉該控點閉鎖,，提示“本步操作已完成”，可進行下一操作,。
# g5 w! ?) L' }9 `8 Y; o　　上述3項在每一步操作時均重復(fù)執(zhí)行,，并記錄在“黑匣子”中。直到本操作任務(wù)全部操作完畢,，提示“操作結(jié)束”,。
2.6　智能專家系統(tǒng)
　　智能專家系統(tǒng)軟件是整個微機防誤閉鎖系統(tǒng)的靈魄。各種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)及性能差異較大,，但一個最基本的功能是狀態(tài)判斷與邏輯分析,。
6 J6 V. a3 J0 x8 R2.7　外圍設(shè)備
& [( x" L; N0 |9 v" @' }　　外圍設(shè)備是包括鍵盤、鼠標(biāo),、打印機,、顯示器、音響等附件在內(nèi)的計算機輸入,、輸出設(shè)備,。主要用于系統(tǒng)維護人員進行程序修改、邏輯編制和操作人員進行操作任務(wù)選擇,、操作票打印等任務(wù)時,，完成人機對話功能。

3　技術(shù)要點

3.1　系統(tǒng)軟件質(zhì)量問題
　　a) 功能的完備性
3 Y6 E- h  H: S4 K# k　　系統(tǒng)軟件的功能既要能滿足正常使用狀態(tài)(典型操作)下的邏輯分析能力,，而且,，還應(yīng)適應(yīng)用戶在特殊狀態(tài)下(如特殊操作、應(yīng)急操作)的邏輯分析能力,。
　　b) 邏輯判斷的嚴(yán)密性
　　由于電力系統(tǒng)倒閘操作的復(fù)雜性,，防誤閉鎖軟件的閉鎖邏輯關(guān)系也相應(yīng)復(fù)雜化。例如,，大部分產(chǎn)品雖然基本上可以實現(xiàn)對電氣“五防”作出邏輯判斷,。但卻對“解網(wǎng)”、“環(huán)網(wǎng)”等的倒閘操作的邏輯正確判斷難以勝任,，應(yīng)該是該類產(chǎn)品技術(shù)升級的重要課題,。
- A; Q! E! l/ Z# E2 Y# J　　另外，由于軟件本身及所運行的平面軟件的原因,，可能出現(xiàn)某種“邏輯陷阱”(例如 WIN’95 就存在浮點運算的邏輯陷阱,，據(jù)說 WIN’98 已解決此問題)，導(dǎo)致不可預(yù)測的邏輯判斷失誤，這方面要求開發(fā)者在軟件編制中充分注意,。
3.2　防誤閉鎖系統(tǒng)的可靠性
6 F7 d* C0 k6 l$ @& X% ?' R　　包括二個要素：一是硬件的可能性,；另一個是軟件系統(tǒng)的可靠性。
　　a) 硬件的可靠性包括二個方面：一是使用性能的可靠性,，常見的問題是硬件的抗機械疲勞能力,，抗電氣絕緣老化能力,，抗電化學(xué)腐蝕能力不夠,；二是硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠性。例如,，過去曾發(fā)生過“走空程序”的問題,，就是因為硬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠周密，而造成的操作步驟跳空,，這種現(xiàn)象是非常危險的,，是電力系統(tǒng)幾十年來發(fā)生誤操作的原因之一。
　　b) 軟件系統(tǒng)可靠性除了要考慮軟件編寫邏輯嚴(yán)密性外,，另一個問題是當(dāng)系統(tǒng)中的某一部分(某每一個文件)意外損壞時,，整個系統(tǒng)能否正常運行，還需要在軟件編制時,，設(shè)計一定的“冗余”部分,，加強邏輯運算與分析過程中程序間的交叉支持能力。

earthling1983

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