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CAOS3000微机五防系统在变电所的应用
2024年5月22日发(作者：第五飞文)
煤
５８
炭 科 技
２０１４年第１期
Ｎｏ．１ ２０１４
ＣＯＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩＮＥ
文章编号：１００８—３７３１（２０１４）０１—００５８—０２
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统在变电所的应用
薛雷雷１，薛高明
（１＿大屯能源股份有限公司孔庄煤矿，江苏徐州２２１６１１；２．徐州矿务集团有限公司旗山煤矿，江苏徐州２２１１３２）
摘要：旗山煤矿３５ ｋＶ变电所ＧＧ一１Ａ型高压开关柜自２０世纪８０年代一直使用至今，期间曾对
开关柜进行过断路器真空化改造及微机综合保护改造，但没有完善五防装置。介绍了旗山煤矿
３５ ｋＶ变电所改造前的防误闭锁系统及其存在的问题。该矿采取针对性措施，采用较为成熟的
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统进行了五防闭锁系统改造，取得了较好的应用效果。详细介绍了
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的原理及其构成。
关键词：五防改造；微机五防；ＣＡＯＳ３０００
中图分类号：ＴＤ６１１ ．２ 文献标志码：Ｂ
旗山煤矿３５ ｋＶ变电所是该矿的供电枢纽，担
负着全矿的生产和生活用电。该变电所采用双回路
供电，电源取自上级２２０ ｋＶ潘家庵变电所馈出的潘
（２）由于使用时间长，有些柜门锁已经变形，造
成柜门无法关闭。
（３）各设备处的接地桩由于没有任何闭锁装
旗一路、潘旗二路，电压等级为３５ ｋＶ，架空线型号 置，在操作过程中容易发生误装、拆除接地线的问
为ＬＧＪ一１８５。两路电源中间均无“Ｔ”接负荷，运行方 题，这也可能会直接导致操作事故的发生。
式为一路运行、一路热备用。变电所设有ＳＦ７—３５／
６．３型主变压器两台，每台容量为１２ ５００ ｋＶＡ，采用
“
一
２ 电气五防闭锁装置与微机五防系统闭锁
装置的比较
电气闭锁是一种现场电气联锁技术，主要通过
用一备”方式运行，每台均能担负全矿供电。变
电所内配备３３台ＧＧ一１Ａ型６ ｋＶ高压开关柜。１台
消弧线圈，两组电容器自动补偿装置，两台变压器，６
相关设备的辅助接点联接来实现闭锁。这是电气闭
组电抗器。３５ ｋＶ采用全桥式接线，６ ｋＶ采用单母
锁最基本的形式，安全可靠。但这种方式需要接人
线分段方式运行。
大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为
地刀闸的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接
（拆除）等则无能为力，不能实现完整的五防。微机
五防闭锁是通过五防闭锁系统微机软件和现场锁具
且电气闭锁一般只能防止开关、隔离刀闸和接
１ 五防闭锁系统改造前基本情况及存在的
困难，
问题
１．１ 五防闭锁系统改造前基本情况
旗山煤矿３５ ｋＶ变电所五防闭锁系统主要采用
机械闭锁的方式，其中母线同线路隔离开关和接地
刀闸采用机械连杆相互闭锁，断路器柜门、隔离开关
任何闭锁方式。
１．２ 防误闭锁系统改造前存在的问题
实现防误闭锁的。它一般不直接采用现场设备的辅
助接点，接线简单，可根据现场实际情况，编写相应
的五防规则程序，实现较为完整的五防系统功能，杜
“走空程、电磁干扰”等方面已有显著改善。
综合以上原因及实际情况，旗山煤矿决定采用
和高压设备网门采用机械锁，且各接地桩没有采取 绝误操作。随着研究的不断深人，微机五防系统在
（１）机械连杆传动闭锁虽然闭锁较为可靠，但
微机五防系统对３５ ｋＶ变电所进行五防改造。
易出现卡涩造成操作不便，且各个不同回路间的电
气连接无逻辑判断和联系，只能闭锁本回路或本元
件，且存在使用维护不便，功能不强的问题。
３ ＣＡＯ￥３０００微机五防系统简介
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统利用先进的计算机技
２０１４年第１期 薛雷雷等：ｃＡｏｓ３ｏ００微机五防系统在变电所的应用 ５９
术和基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的软件平台，结合计算
机钥匙、锁具等外围接人设备构成闭锁功能完善的
微机防误系统。它是电力系统中一种新型防误技
开锁具，解除闭锁，允许操作。当运行操作人员走错
间隔操作时，计算机钥匙报警，强制闭锁，并语音提
示操作人员应如何进行下一步操作。系统原理图如
图１所示。
术，其动作原理为将相关电气设备的二次控制回路
及开关状态接点接人五防系统，由五防系统对操作
程序进行逻辑判断后，用计算机钥匙向现场锁具发
出操作指令，从而实现五防控制。
３．１ ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的构成
ＣＡＯｓ３Ｏｏ０微机五防系统主要由五防微机、通
信适配器、计算机钥匙、锁具，操作平台等部分组成。
３．１．１通信适配器
通信适配器是专为计算机钥匙所用锂电池充电
和同五防主机通信而设计的。该充电器不会发生过
充及充电不足的问题，能根据电池容量控制充电电
流，有效地保护电池寿命。
３．１．２计算机钥匙
计算机钥匙的作用是接收并执行操作票，是联
系五防主机及锁具的纽带和桥梁。采用非接触式磁
感应技术，具有检码准确可靠、温度范围宽、寿命长
等特点。其主要功能有：开锁功能、通信功能、语音
提示功能、检码功能、掉电记忆等。
３．１．３锁具
锁具有很多种，旗山煤矿采用的有两种，一种是
电编码锁，用于现场就地操作的断路器的闭锁；另一
种是机械编码锁，用于手动隔离开关、接地刀闸、临
时接地线、网门等的闭锁。
３．１．４操作平台
操作平台主要由操作票系统、模拟预演系统、维
护系统、仿真培训系统等４部分组成。采用先进的
图形嵌入技术，将一次设备、二次设备全部采用图形
化显示，操作清晰、直观、方便。
３．２ ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的原理
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统通过软件将现场大量
的闭锁开放条件变为计算机中的五防闭锁规则库，
其五防主要是通过事先在主机上进行模拟操作，并
由五防闭锁规则库中事先设定电气防误逻辑判断每
项操作是否符合五防逻辑，符合则形成票面再传送
给计算机钥匙，由计算机钥匙进行现场实际操作；如
不符合五防逻辑，则提示此步操作错误，并拒绝执行
下一步和五防传票。待现场操作结束，将计算机钥
匙执行的操作步骤回传主机，则主机系统接线与现
场设备实际相一致。计算机钥匙对运行操作人员的
实际操作进行监控，给出提示信息，当操作正确时打
图１ ＣＡＯ￥３０００微机五防系统原理
４结语
利用ＣＡＯＳ３０００微机五防系统对旗山煤矿３５
ｋｖ变电所进行五防改造，大大节约了成本和改造时
间。从成本上说，更换新板，每块板的价格按照５万
元计算，则３３块板的价格为１６５万元，还不包括安装
费；而ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的价格仅为１Ｏ万元
（包含安装费）。从改造时间上说，更换新板的改造
时间需要至少４８ ｈ（参考其他变电所的改造时间），
而ＣＡＯＳ３０００微机五防系统只需１６ ｈ。
旗山煤矿应用ＣＡＯＳ３０００微机五防系统，从根
本上解决了五防装置不完善的隐患。该系统操作简
单，功能强大，语音报警功能使运行人员在操作错误
时能够得到及时纠正，有效地提高了旗山煤矿３５
ｋＶ变电所的安全可靠性。
作者简介：薛雷雷（１９８８一），男，江苏徐州人，２０１１年
毕业于南京工程学院，大屯能源股份有限公司孔庄煤矿助
理工程师。
（收稿Ｅｌ期：２０１３—１０—１０）
2024年5月22日发(作者：第五飞文)
煤
５８
炭 科 技
２０１４年第１期
Ｎｏ．１ ２０１４
ＣＯＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩＮＥ
文章编号：１００８—３７３１（２０１４）０１—００５８—０２
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统在变电所的应用
薛雷雷１，薛高明
（１＿大屯能源股份有限公司孔庄煤矿，江苏徐州２２１６１１；２．徐州矿务集团有限公司旗山煤矿，江苏徐州２２１１３２）
摘要：旗山煤矿３５ ｋＶ变电所ＧＧ一１Ａ型高压开关柜自２０世纪８０年代一直使用至今，期间曾对
开关柜进行过断路器真空化改造及微机综合保护改造，但没有完善五防装置。介绍了旗山煤矿
３５ ｋＶ变电所改造前的防误闭锁系统及其存在的问题。该矿采取针对性措施，采用较为成熟的
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统进行了五防闭锁系统改造，取得了较好的应用效果。详细介绍了
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的原理及其构成。
关键词：五防改造；微机五防；ＣＡＯＳ３０００
中图分类号：ＴＤ６１１ ．２ 文献标志码：Ｂ
旗山煤矿３５ ｋＶ变电所是该矿的供电枢纽，担
负着全矿的生产和生活用电。该变电所采用双回路
供电，电源取自上级２２０ ｋＶ潘家庵变电所馈出的潘
（２）由于使用时间长，有些柜门锁已经变形，造
成柜门无法关闭。
（３）各设备处的接地桩由于没有任何闭锁装
旗一路、潘旗二路，电压等级为３５ ｋＶ，架空线型号 置，在操作过程中容易发生误装、拆除接地线的问
为ＬＧＪ一１８５。两路电源中间均无“Ｔ”接负荷，运行方 题，这也可能会直接导致操作事故的发生。
式为一路运行、一路热备用。变电所设有ＳＦ７—３５／
６．３型主变压器两台，每台容量为１２ ５００ ｋＶＡ，采用
“
一
２ 电气五防闭锁装置与微机五防系统闭锁
装置的比较
电气闭锁是一种现场电气联锁技术，主要通过
用一备”方式运行，每台均能担负全矿供电。变
电所内配备３３台ＧＧ一１Ａ型６ ｋＶ高压开关柜。１台
消弧线圈，两组电容器自动补偿装置，两台变压器，６
相关设备的辅助接点联接来实现闭锁。这是电气闭
组电抗器。３５ ｋＶ采用全桥式接线，６ ｋＶ采用单母
锁最基本的形式，安全可靠。但这种方式需要接人
线分段方式运行。
大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为
地刀闸的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接
（拆除）等则无能为力，不能实现完整的五防。微机
五防闭锁是通过五防闭锁系统微机软件和现场锁具
且电气闭锁一般只能防止开关、隔离刀闸和接
１ 五防闭锁系统改造前基本情况及存在的
困难，
问题
１．１ 五防闭锁系统改造前基本情况
旗山煤矿３５ ｋＶ变电所五防闭锁系统主要采用
机械闭锁的方式，其中母线同线路隔离开关和接地
刀闸采用机械连杆相互闭锁，断路器柜门、隔离开关
任何闭锁方式。
１．２ 防误闭锁系统改造前存在的问题
实现防误闭锁的。它一般不直接采用现场设备的辅
助接点，接线简单，可根据现场实际情况，编写相应
的五防规则程序，实现较为完整的五防系统功能，杜
“走空程、电磁干扰”等方面已有显著改善。
综合以上原因及实际情况，旗山煤矿决定采用
和高压设备网门采用机械锁，且各接地桩没有采取 绝误操作。随着研究的不断深人，微机五防系统在
（１）机械连杆传动闭锁虽然闭锁较为可靠，但
微机五防系统对３５ ｋＶ变电所进行五防改造。
易出现卡涩造成操作不便，且各个不同回路间的电
气连接无逻辑判断和联系，只能闭锁本回路或本元
件，且存在使用维护不便，功能不强的问题。
３ ＣＡＯ￥３０００微机五防系统简介
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统利用先进的计算机技
２０１４年第１期 薛雷雷等：ｃＡｏｓ３ｏ００微机五防系统在变电所的应用 ５９
术和基于Ｗｉｎｄｏｗｓ操作系统的软件平台，结合计算
机钥匙、锁具等外围接人设备构成闭锁功能完善的
微机防误系统。它是电力系统中一种新型防误技
开锁具，解除闭锁，允许操作。当运行操作人员走错
间隔操作时，计算机钥匙报警，强制闭锁，并语音提
示操作人员应如何进行下一步操作。系统原理图如
图１所示。
术，其动作原理为将相关电气设备的二次控制回路
及开关状态接点接人五防系统，由五防系统对操作
程序进行逻辑判断后，用计算机钥匙向现场锁具发
出操作指令，从而实现五防控制。
３．１ ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的构成
ＣＡＯｓ３Ｏｏ０微机五防系统主要由五防微机、通
信适配器、计算机钥匙、锁具，操作平台等部分组成。
３．１．１通信适配器
通信适配器是专为计算机钥匙所用锂电池充电
和同五防主机通信而设计的。该充电器不会发生过
充及充电不足的问题，能根据电池容量控制充电电
流，有效地保护电池寿命。
３．１．２计算机钥匙
计算机钥匙的作用是接收并执行操作票，是联
系五防主机及锁具的纽带和桥梁。采用非接触式磁
感应技术，具有检码准确可靠、温度范围宽、寿命长
等特点。其主要功能有：开锁功能、通信功能、语音
提示功能、检码功能、掉电记忆等。
３．１．３锁具
锁具有很多种，旗山煤矿采用的有两种，一种是
电编码锁，用于现场就地操作的断路器的闭锁；另一
种是机械编码锁，用于手动隔离开关、接地刀闸、临
时接地线、网门等的闭锁。
３．１．４操作平台
操作平台主要由操作票系统、模拟预演系统、维
护系统、仿真培训系统等４部分组成。采用先进的
图形嵌入技术，将一次设备、二次设备全部采用图形
化显示，操作清晰、直观、方便。
３．２ ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的原理
ＣＡＯＳ３０００微机五防系统通过软件将现场大量
的闭锁开放条件变为计算机中的五防闭锁规则库，
其五防主要是通过事先在主机上进行模拟操作，并
由五防闭锁规则库中事先设定电气防误逻辑判断每
项操作是否符合五防逻辑，符合则形成票面再传送
给计算机钥匙，由计算机钥匙进行现场实际操作；如
不符合五防逻辑，则提示此步操作错误，并拒绝执行
下一步和五防传票。待现场操作结束，将计算机钥
匙执行的操作步骤回传主机，则主机系统接线与现
场设备实际相一致。计算机钥匙对运行操作人员的
实际操作进行监控，给出提示信息，当操作正确时打
图１ ＣＡＯ￥３０００微机五防系统原理
４结语
利用ＣＡＯＳ３０００微机五防系统对旗山煤矿３５
ｋｖ变电所进行五防改造，大大节约了成本和改造时
间。从成本上说，更换新板，每块板的价格按照５万
元计算，则３３块板的价格为１６５万元，还不包括安装
费；而ＣＡＯＳ３０００微机五防系统的价格仅为１Ｏ万元
（包含安装费）。从改造时间上说，更换新板的改造
时间需要至少４８ ｈ（参考其他变电所的改造时间），
而ＣＡＯＳ３０００微机五防系统只需１６ ｈ。
旗山煤矿应用ＣＡＯＳ３０００微机五防系统，从根
本上解决了五防装置不完善的隐患。该系统操作简
单，功能强大，语音报警功能使运行人员在操作错误
时能够得到及时纠正，有效地提高了旗山煤矿３５
ｋＶ变电所的安全可靠性。
作者简介：薛雷雷（１９８８一），男，江苏徐州人，２０１１年
毕业于南京工程学院，大屯能源股份有限公司孔庄煤矿助
理工程师。
（收稿Ｅｌ期：２０１３—１０—１０）