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【摘 要】本文根据黄骅港现场实际特点，从微机五防技术分析入手，重点分析了微机五防技术的原理、构成及实际应用中的措施。该微机五防技术的应用，严格防止因运行操作人员的疏忽而造成电气误操作事故，有效地降低事故率，提高电网安全运行可靠性。
【关键词】微機五防技术;闭锁系统;电编码锁
０．概述
微机五防技术防误闭锁系统的概念：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。
防误闭锁系统的种类可分为三类：
（1）机械程序式闭锁装置。
（2） 电气、电磁闭锁装置。
（3）微机型闭锁装置。
对于复杂结线方式的变电站（如带旁路母线、双母线结构的变电站）用前面两种方法不可能实现。
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，这种闭锁方式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。
电气、电磁闭锁装置：通过辅设电缆和辅助节点实现闭锁，同样存在以下问题：
（1）常见的直流接地现象破坏了节点的正常采集，闭锁逻辑失效。
（2）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。
（3）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。
微机型闭锁系统：采用编码技术，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。
产品具备“五防”功能。
利用站端远动装置或综合自动化系统采集实时状态信息，用电脑钥匙采集监控装置未采集的手动高压设备的状态信息，使得防误主机一次接线图与现场状态一致，并实现信息远传。
１.WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统闭锁原理
１.1设计思想
１．１．１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。
１．１．２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）。
１．１．３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。
１．１．４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。
１.2系统构成
WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统由三个部件组成，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），从软、硬件两方面对操作进行闭锁。其操作过程分为两步：预演操作和实际操作。
预演操作
本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。
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、手动操作和提示性操作。
上机操作：是在监控系统或防误主机上运用键盘发送遥控操作命令，通过变电站综合自动化系统或具有相同功能的厂站端监控设备的执行机构输出执行操作。
手动操作：需要运行人员运用电脑钥匙按票项的顺序打开操作机构上的编码锁，才能进行的操作。
提示性操作：不需要运用电脑钥匙进行解锁操作的一些二次项操作（如拉/合保险、确认刀闸在合/分位置等）。
操作预演后，防误主机将已检验通过的操作票传送给电脑钥匙，现场实际操作被严格强制按照预演后生成的操作票顺序进行。
现场操作时需要用电脑钥匙去开编码锁和确认提示性操作，只有当编码锁与电脑钥匙中存放的操作票所对应的锁号及锁类型完全一致时，才能开锁，并进行解锁操作。此项操作完毕后，电脑钥匙才能开启下一步操作项所对应的编码锁。这样就将操作票与硬件操作一一对应起来，杜绝了误入间隔操作事故的发生，保证操作的正确性。
１.3防止“空行程”问题的措施
所谓“空行程”，是指在执行操作过程中，闭锁对象未改变原有位置到规定位置，程序的下一步操作仍能进行，即操作人员打开锁后，未进行倒闸操作就闭锁，若电脑钥匙认为操作已进行，就会出现实际状态与电脑钥匙上送的虚遥信状态不一致的情况。为避免“空走程序”，系统采取了以下措施：
１．３．１软件措施
在每次实际操作完毕后，在电脑钥匙的键盘上需依次按“继续”键和“执行”键，电脑钥匙才认为此操作已进行。
在开关、刀闸的预演操作时，系统可在选择倒闸操作项后加上相应的提示性操作，如“检查……开关（刀闸）在分（合）位置”，并一起传给电脑钥匙。在实际开关、刀闸操作完毕后，依次按“继续”键和“执行”键，电脑钥匙显示相应的提示性操作，操作人员核对操作无误后，再按“继续”键和“执行”键，方可进入下一步操作。
两步确认在一定程度上可防止“空程序”的发生。
１．３．２硬件措施
WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统锁具有两大类型，固定锁和挂锁。对于这两类型的锁，在防止“空程序”上有不同的措施。
对于固定锁：根据不同的设备设计了不同形式的锁具。但所有的固定锁在设计、制作上有个共同点，即锁具不闭锁电脑钥匙无法采集编码而进行实际操作。锁具在未闭锁时，锁具内的阻挡装置会自行弹出，阻挡着电脑钥匙插入锁具，电脑钥匙得不到正确编码，操作就不能进行。只有锁具在闭锁状态，电脑钥匙才能插入读码，读码正确后方能解锁，进行当前操作项的操作，完毕后再进行下一步操作。
２．闭锁方案设计
２.1断路器
变电站中的断路器有两种操作方式，当地变电站的遥控操作（不包含调度远方遥控操作）和就地操作。微机五防系统对这两种操作方式采用不同的闭锁方式实现闭锁。
２．１．１对遥控操作的闭锁
微机五防系统针对遥控操作正常采用的方式是软件闭锁：通过和监控系统通讯，相互配合，完成防止误拉、合断路器。
其实现过程是：
五防系统在进入开票状态后，要向监控系统发一报文，监控系统在收到这一报文后，要封锁所有的遥控命令。
在操作票单步执行过程中，当前操作如果是遥控操作，再由五防系统向监控系统发一报文，告知当前要进行遥控操作的设备点号，监控系统收到这一点号后，解除相应设备的遥控封锁，可对该设备（而且只能对该设备）进行遥控操作，当遥控完成后，由监控系统告知五防系统遥信变位，五防系统收到遥信变位即认为当前遥控操作已完成，可进行下一步操作，同时监控系统要封锁对该设备的再次遥控操作。
如此循环直至所有操作完成，再由五防系统向监控系统发一解除遥控封锁报文，监控系统收到这一报文后，解除所有遥控封锁。
软件闭锁方式在断路器的操作回路和控制回路中不增加其他任何辅助节点。
２．１．２对就地操作的闭锁
断路器的就地操作有多种可能，视监控系统是分散式还是集中式而定：分散式的就地操作是在每一台开关柜上有就地操作的“手跳”、“手合”按钮；集中式的就地操作是集中在保护屏或控制屏上有就地操作的“手跳”、“手合”按钮。不管是集中式还是分散式，对就地操作闭锁的原理是一致的，采用电编码锁进行闭锁。电编码锁在电气原理上相当于一个常开接点，通常被串入到相应的电气操作回路中。闭锁原理如图：
无同期开关的闭锁回路图
有同期开关的闭锁回路图
图中DS是电编码锁。由于原有的操作回路被切断，就地操作前必须先通过电脑钥匙解锁。先将电脑钥匙插入电编码锁中，如操作设备的编号和电脑钥匙显示的编号一致，电脑钥匙内部接通操作回路，闭锁解除允许操作，合、分操作后，电脑钥匙检测到操作电流流过，即认为操作结束，可以进行下一项操作。
DS电编码锁要安装在保护屏或开关柜的就地操作按钮的附近，以方便操作为原则，同时该常开节点的接入不能影响遥控操作回路。
２.2电动刀闸
有两种操作方法：一是电动操作按钮，二是手摇操作，这两种操作方法都可以操作刀闸。闭锁方案如下：在电动刀闸的机构上加装机械编码锁，将机构锁上，既可以闭锁电动操作按钮，也可以闭锁手摇操作。
３．WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统结构模式■
【关键词】微機五防技术;闭锁系统;电编码锁
０．概述
微机五防技术防误闭锁系统的概念：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。
防误闭锁系统的种类可分为三类：
（1）机械程序式闭锁装置。
（2） 电气、电磁闭锁装置。
（3）微机型闭锁装置。
对于复杂结线方式的变电站（如带旁路母线、双母线结构的变电站）用前面两种方法不可能实现。
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，这种闭锁方式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。
电气、电磁闭锁装置：通过辅设电缆和辅助节点实现闭锁，同样存在以下问题：
（1）常见的直流接地现象破坏了节点的正常采集，闭锁逻辑失效。
（2）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。
（3）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。
微机型闭锁系统：采用编码技术，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。
产品具备“五防”功能。
利用站端远动装置或综合自动化系统采集实时状态信息，用电脑钥匙采集监控装置未采集的手动高压设备的状态信息，使得防误主机一次接线图与现场状态一致，并实现信息远传。
１.WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统闭锁原理
１.1设计思想
１．１．１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。
１．１．２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）。
１．１．３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。
１．１．４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。
１.2系统构成
WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统由三个部件组成，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），从软、硬件两方面对操作进行闭锁。其操作过程分为两步：预演操作和实际操作。
预演操作
本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。
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、手动操作和提示性操作。
上机操作：是在监控系统或防误主机上运用键盘发送遥控操作命令，通过变电站综合自动化系统或具有相同功能的厂站端监控设备的执行机构输出执行操作。
手动操作：需要运行人员运用电脑钥匙按票项的顺序打开操作机构上的编码锁，才能进行的操作。
提示性操作：不需要运用电脑钥匙进行解锁操作的一些二次项操作（如拉/合保险、确认刀闸在合/分位置等）。
操作预演后，防误主机将已检验通过的操作票传送给电脑钥匙，现场实际操作被严格强制按照预演后生成的操作票顺序进行。
现场操作时需要用电脑钥匙去开编码锁和确认提示性操作，只有当编码锁与电脑钥匙中存放的操作票所对应的锁号及锁类型完全一致时，才能开锁，并进行解锁操作。此项操作完毕后，电脑钥匙才能开启下一步操作项所对应的编码锁。这样就将操作票与硬件操作一一对应起来，杜绝了误入间隔操作事故的发生，保证操作的正确性。
１.3防止“空行程”问题的措施
所谓“空行程”，是指在执行操作过程中，闭锁对象未改变原有位置到规定位置，程序的下一步操作仍能进行，即操作人员打开锁后，未进行倒闸操作就闭锁，若电脑钥匙认为操作已进行，就会出现实际状态与电脑钥匙上送的虚遥信状态不一致的情况。为避免“空走程序”，系统采取了以下措施：
１．３．１软件措施
在每次实际操作完毕后，在电脑钥匙的键盘上需依次按“继续”键和“执行”键，电脑钥匙才认为此操作已进行。
在开关、刀闸的预演操作时，系统可在选择倒闸操作项后加上相应的提示性操作，如“检查……开关（刀闸）在分（合）位置”，并一起传给电脑钥匙。在实际开关、刀闸操作完毕后，依次按“继续”键和“执行”键，电脑钥匙显示相应的提示性操作，操作人员核对操作无误后，再按“继续”键和“执行”键，方可进入下一步操作。
两步确认在一定程度上可防止“空程序”的发生。
１．３．２硬件措施
WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统锁具有两大类型，固定锁和挂锁。对于这两类型的锁，在防止“空程序”上有不同的措施。
对于固定锁：根据不同的设备设计了不同形式的锁具。但所有的固定锁在设计、制作上有个共同点，即锁具不闭锁电脑钥匙无法采集编码而进行实际操作。锁具在未闭锁时，锁具内的阻挡装置会自行弹出，阻挡着电脑钥匙插入锁具，电脑钥匙得不到正确编码，操作就不能进行。只有锁具在闭锁状态，电脑钥匙才能插入读码，读码正确后方能解锁，进行当前操作项的操作，完毕后再进行下一步操作。
２．闭锁方案设计
２.1断路器
变电站中的断路器有两种操作方式，当地变电站的遥控操作（不包含调度远方遥控操作）和就地操作。微机五防系统对这两种操作方式采用不同的闭锁方式实现闭锁。
２．１．１对遥控操作的闭锁
微机五防系统针对遥控操作正常采用的方式是软件闭锁：通过和监控系统通讯，相互配合，完成防止误拉、合断路器。
其实现过程是：
五防系统在进入开票状态后，要向监控系统发一报文，监控系统在收到这一报文后，要封锁所有的遥控命令。
在操作票单步执行过程中，当前操作如果是遥控操作，再由五防系统向监控系统发一报文，告知当前要进行遥控操作的设备点号，监控系统收到这一点号后，解除相应设备的遥控封锁，可对该设备（而且只能对该设备）进行遥控操作，当遥控完成后，由监控系统告知五防系统遥信变位，五防系统收到遥信变位即认为当前遥控操作已完成，可进行下一步操作，同时监控系统要封锁对该设备的再次遥控操作。
如此循环直至所有操作完成，再由五防系统向监控系统发一解除遥控封锁报文，监控系统收到这一报文后，解除所有遥控封锁。
软件闭锁方式在断路器的操作回路和控制回路中不增加其他任何辅助节点。
２．１．２对就地操作的闭锁
断路器的就地操作有多种可能，视监控系统是分散式还是集中式而定：分散式的就地操作是在每一台开关柜上有就地操作的“手跳”、“手合”按钮；集中式的就地操作是集中在保护屏或控制屏上有就地操作的“手跳”、“手合”按钮。不管是集中式还是分散式，对就地操作闭锁的原理是一致的，采用电编码锁进行闭锁。电编码锁在电气原理上相当于一个常开接点，通常被串入到相应的电气操作回路中。闭锁原理如图：
无同期开关的闭锁回路图
有同期开关的闭锁回路图
图中DS是电编码锁。由于原有的操作回路被切断，就地操作前必须先通过电脑钥匙解锁。先将电脑钥匙插入电编码锁中，如操作设备的编号和电脑钥匙显示的编号一致，电脑钥匙内部接通操作回路，闭锁解除允许操作，合、分操作后，电脑钥匙检测到操作电流流过，即认为操作结束，可以进行下一项操作。
DS电编码锁要安装在保护屏或开关柜的就地操作按钮的附近，以方便操作为原则，同时该常开节点的接入不能影响遥控操作回路。
２.2电动刀闸
有两种操作方法：一是电动操作按钮，二是手摇操作，这两种操作方法都可以操作刀闸。闭锁方案如下：在电动刀闸的机构上加装机械编码锁，将机构锁上，既可以闭锁电动操作按钮，也可以闭锁手摇操作。
３．WFBX型多功能微机防误操作闭锁系统结构模式■