变电站TDWF 型微机防误操作闭锁系统研究

变电站TDWF 型微机防误操作闭锁系统研究孟海艳（中色（宁夏）金辉新能源有限公司，宁夏 石嘴山 753000）摘　要：随着电力的不断发展和科技水平的不断提高，电力设备对“五防”闭锁系统的要求也不断提高。

微机防误操作闭锁系统是专为防止电力系统五种误操作事故而设计的，具有很强的操作票管理和“五防”功能。

该系统能对所有的变配电设备进行强制及非强制性闭锁，可对操作进行预演；可自动生成操作票、检验操作票和打印操作票，也可作为模拟仿真系统对操作人员进行培训。

文章以中色（宁夏）金辉新能源有限公司35kV 变电站内正在使用的TDWF 型微机防误操作闭锁系统为例，从功能特点、基本组成、工作原理及应急操作等方面进行论述。

关键词：变电站；TDWF 型微机防误操作闭锁系统；“五防”中图分类号：TM63 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）12-0132-02——————————————作者简介： 孟海艳（1987—），女，宁夏中卫人，助理工程师，研究方向：电力系统。

1 TDWF 型微机防误操作闭锁系统的主要功能特点1）使用微型计算机代替传统模拟屏，投资小，安装简单，升级方便；采用稳定可靠地串口通讯、信息纽扣编码技术；“五防”软件中的接线图具有实时缩放功能，方便显示和操作。

2）闭锁功能强，不但能对断路器、隔离开关、接地倒闸进行闭锁，还能对临时接地线进行闭锁，除能满足基本的“五防”闭锁功能外，还能实现旁路母线充电、倒母线操作，防“走空”等复杂闭锁功能。

3）操作术语可根据变电站的习惯操作术语进行修改；有完整的历史操作票记录，可以对历史操作票进行检索统计，可以对设备的分、合闸有严密、完善的用户权限分级管理功能，可以自定义每个操作人员在使用本系统时所具有的权限。

4）可以使用多种通讯规约与变电站后台监控系统进行通信，实现信息共享和相互闭锁；可以与操作票专家系统配合使用，一次模拟即可实现打印与传票两部分操作；安装、维护、使用灵活方便。

2 基本“五防”原则1）在变电站的倒闸操作中，经常发生的误操作有以下五种：①误拉合断路器；②误入带电间隔；③带负荷拉隔离开关；④带接地倒闸或接地线和隔离开关；⑤带电挂接地线或合接地刀闸。

2）根据变电站倒闸操作的基本规定总结出以下三条基本规则来防止上述误操作事故。

规则一：为了防止带负荷拉合隔离开关，在拉合隔离开关时必须保证①与隔离开关某一侧直接相连的所有断路器都在断开位置；②合负荷侧隔离开关时，应确认电源侧的隔离开关已经合好；③拉电源侧隔离开关时，应确认负荷侧隔离开关已经断开。

规则二：为了防止带地线和隔离开关，在合隔离开关时应保证①所有与隔离开关两侧相连的临时接地线和接地刀闸都在断开位置；②为满足检修过程中断路器做拉合试验的需要，在断路器的任何方向有断开的隔离开关的情况下，可以试拉合断路器。

规则三：为了防止带电挂接地线或合接地刀闸，在挂接地线或合接地刀闸时，应保证接地点的任何方向都有断开的隔离开关。

3 TDWF 型防误操作闭锁系统的基本组成TDWF 型微机防误操作闭锁系统由“五防”计算机、电脑钥匙、多功能适配器、点编码锁和挂式编码锁及其他“五防”专用附件组成。

系统配置如下：1）“五防”计算机：变电站内的“五防”计算机运行的TDWF 型微机防误系统软件，是防误闭锁装置的核心。

2）TDWF 型多功能适配器：①TDWF 型多功能适配器的功能是“五防”主机与电脑钥匙数据交换的桥梁，对电脑钥匙充电，同时也是电脑钥匙的安放座。

②TDWF 型多功能适配器的特性是采用通用的串口通讯技术与“五防”主机数据实时同步；内部集成高性能锂电池充电芯片，对电脑钥匙充电全过程自动完成，无需人为操作；配有OLED 脑钥匙进行数据通讯。

3）TDWF 给“五防”计算机，具有体积小、操作舒适等优点。

4）智能钥匙管理机：保管着电气解锁钥匙、跳步钥匙及机械解锁钥匙，以备应急解锁用。

4 TDWF 型防误操作闭锁系统的基本工作原理该系统以“五防”主机、防误操作系统软件、多功能适配器、电脑钥匙、锁具为核心设备，根据用户提供的资料编辑变电站的电气一次系统接线图和一次设备操作的闭锁关系程序，存储在“五防”主机中。

1）模拟预演及仿真培训。

当运行人员接到操作任务时，首先以站内人员的身份登录系统。

模拟预演时，图形模拟系统实时监控模拟过程，对正确的操作予以通过，对错误的操作实时闭锁并以智能语音发出告警（同时以文字形式给出告警窗口），指示运行人员复归并选择正确的操作，达到防止各类误操作的目的，同时起到仿真培训的作用。

2）存储和发送操作票。

模拟预演结束后，点击结束模拟，系统将正确的操作内容自动存储，点击打印操作票，即可在打印预览中查看操作票，此时变电站内的操作人员对工作票和操作票内容再次进行核对，确认操作任务无误后，方可打印操作票，操作票打印完毕后，点击发送指令，电脑钥匙即可接收到正确的操作，变电站内的操作人员拿着电脑钥匙到实际操作现场，按照电脑钥匙上的直观提示进行操作（现场所有锁具只需要一把电脑钥匙进行操作）[1]。

3）防误闭锁操作机汇报对位。

变电站内的操作人员依据电脑钥匙所显示的操作票内容，进行倒闸操作，对违反“五防”规则或与操作票不符的操作实施强制闭锁，并以语音发出警告，提示操作人员选择正确的操作；当操作人员的操作内容与电脑钥匙的操作内容一致时，电脑钥匙会发出“正确，请操作”的语音提示，此时方可进行正确有效（下转第134页）2）PVD(或PCVD)气相沉积。

在塑模零件表面改性中主要有物理气相沉积（简称PVD）、等离子体化学气相沉积（简称PCVD）。

PVD、PCVD处理温度比较低（400～600℃），零件几乎无变形，产生的镀层致密均匀，硬度相对较高，耐腐蚀性强，也适用于塑模零件的表面强化。

但目前PVD、PCVD 法在塑料模具上的应用较多的是氮化钛（TiN）、氮碳化钛（TiCN）、氮铝化钛（TiAlN）、氮化铬（CrN）一类的覆层，其硬度一般低于TD覆层碳化钒的硬度。

此外，需要进行PVD、PCVD处理的工件，一般都是已作过高温回火的零件，能很好地应用在调质硬化型塑模钢。

3）激光熔覆。

激光熔覆作为一种近年发展起来的新技术，由于其具有零件处理后表层结构致密，硬度高、变形小、抗氧化、耐磨损，自动化程度高等优点，常用于各种塑料模具的表面修复与改性。

但该工艺也同时存在着层间结合不良、气孔及夹杂、裂纹、零件形状失真、表面精度不高等缺陷。

3.3 表面热处理1）激光相变硬化。

激光相变硬化，也称激光淬火，该热处理工艺生产率高，可作为工件加工的最后工序，淬火硬化层可精确控制，淬火后工件变形小，几乎无氧化脱碳现象，表面粗糙度低；对工件的许多特殊部位，均可实现激光淬火；工艺过程易实现生产自动化。

但激光淬火能量反射率较高，须在工件表面进行黑化处理防止能量反射，另外设备投资及运转费用较高。

2）电子束表面改性。

电子束表面改性，也可以称之电子束淬火。

电子束表面改性技术是利用高能电子束定向轰击工件表面，使工件表面急热急冷而达到强化目的。

电子束像激光一样可以对金属材料的局部进行自冷淬火、表面熔覆和合金化等改性处理，所得硬化层组织性能也与相应的激光工艺类似。

不同的是，电子束功率要比激光大一个数量级，其能量也比激光更易被基材金属吸收，故能量利用率非常高。

另外，电子束改性处理必须在真空室中进行，这就避免了表面氧化、渗氮的不利影响，因而可以获得比激光淬火更好的硬化层组织。

4 结论1）高温高压下的塑料颗粒对塑料模具表面的冲击腐蚀和磨损是造成塑料模具内腔尺寸精度及表面粗糙度下降的主要原因。

2）制胶温度，塑料颗粒的冲击速度、冲击角度，塑料颗粒形状与尺寸是造成塑模表面冲蚀和磨损的主要因素。

3）可以通过离子注入、钛-氮表面扩渗、渗碳、渗氮、碳氮共渗等表面合金化热处理技术，提高塑模零件抗氧化冲蚀和磨损失效的抵抗力；也可以通过TD覆层处理技术、PVD(或PCVD)气相沉积技术、激光熔覆等表面覆层处理技术提高塑模零件的硬度，提高其抗氧化冲蚀和磨损失效，甚至可以对已失效塑模进行表面修复，增加其使用寿命。

另外，激光相变硬化，电子束表面改性等表面热处理技术对提高塑模零件硬度，对改善塑模表面的抗氧化冲蚀和磨损失效也有一定的功效。

参考文献：[1]郭幼丹.塑料模具的磨损机制与失效机理的研究[J].机械设计与制造,2007(1):139-141.[2]蒋奔.塑料模具表面粗糙度变化机理及影响因素分析[J].工程塑料应用,2017(6):137-140.[3]严小平.塑料模具熔覆层的缺陷分析及预防措施[J].装备制造技术,2010(5):163-164.[4]赵峰.表面工程技术在模具制造中的应用与进展[J].机械工程与自动化,2009,156(5):189-191.[5]张旭海.塑料模具的表面强化技术[J].机械制造及自动化,2003(5):4-5.[6]朱宗元,崔崑.[J].理化检验(物理分册),2007,43(4):194-197.[7]江静华,蒋建清,马爱斌,等.析[J].金属热处理,2002(12):33-35.[8]安占裴,王昌,李静.包装,2012,22(1):34-38.[9]彭智虎.TD覆层处理技术在中国的发展和应用[J].模具制造2009(9):5-6.（收稿日期：2019-6-12）（上接第132页）的倒闸操作，达到防止误操作的目的[2]。

所有操作项目完成后，电脑钥匙将现场记录的设备状态会传到“五防”主机，“五防”主机刷新一次主接线图保持与现场设备状态的一致性，此时电脑钥匙处于待命状态，等待下一次的倒闸操作[3]。

5 应急解锁操作当遇到紧急情况时，允许变电站内有权限的操作人员打开智能钥匙管理机，拿出电气解锁钥匙和机械解锁钥匙到现场直接操作；用机械解锁钥匙打开悬挂的机械编码锁即可进行刀闸、接地线等设备的操作；电气解锁钥匙插入电编码锁中，闭锁回路即被短路，此时可进行断路器操作。

应急解锁操作后，应及时在“五防”计算机一次主接线图上修正记忆设备状态，使之与现场保持一致。

（无需手动修改设备状态，点击鼠标右键再点本图确认即可）。

智能钥匙管理机，一般情况下严禁打开，只有遇到特殊情况，才允许有权限的个别操作人员打开使用[4]。

6 结束语TDWF型微机防误操作闭锁系统不仅将变电站的管理水平提升到了一个新的高度，而且大大减少了操作人员的人为误操作事故，同时将整个变电站的操作安全度也提升到了一个新的高度，这对厂里整个生产电网的稳定安全发展具有十分重要的意义，也为厂里的安全生产提供了非常可靠、有效的供电保障。

参考文献：[1]唐艳波.DC型变电站微机保护与控制系统设计[J].计算机光盘软件与应用,2012,15(21):198-199.[2]李萍,龚小鹏,徐鹂.防误新技术的展望及应用[J].电力安全技术,2012,14(12):25-28.[3]王平.鼎湖110kV变电站自动化系统综合改造[D].广州:华南理工大学,2017.[4]任雯.中色东方110kV变电站综合自动化系统设计及应用研究[D].西安:西安科技大学,2011.（收稿日期：2019-6-12）。