摘要:近年來,一些改造的變電站和新建的變電站在設(shè)計(jì)、施工過程中舍棄了傳統(tǒng)的電氣二次防誤閉鎖措施,采用了現(xiàn)代的微機(jī)防誤閉鎖裝置作為電氣操作的唯一防誤措施。本文通過分析電氣誤操作的原因,防誤裝置的構(gòu)成和原理,以及對電氣二次防誤閉鎖與微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)的比較,提出了“電氣防誤閉鎖與微機(jī)防誤閉鎖共同運(yùn)行的必要性”的見解。
關(guān)鍵字:電氣誤操作電氣二次聯(lián)鎖微機(jī)防誤閉鎖共同運(yùn)行
1.前言
《電業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)程》和1990年能源安保[1990] 1110號文提出了電氣設(shè)備”五防”的要求,其中明確規(guī)定110 kV及以上電壓等級的電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先采用電氣防誤聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)原則。所以在操作二次回路上設(shè)置電氣閉鎖已成為防止人為誤操作等事故發(fā)生的有效且可行的手段。近幾年來,隨著微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的廣泛運(yùn)用,許多老式防誤閉鎖的變電站也在進(jìn)行微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的加裝或改造,取得了良好的效果。那么新建變電站在配置了微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)后, 是否可考慮不再設(shè)計(jì)電氣二次回路閉鎖了呢?
2.誤操作事故原因的分析
從誤操作的過程來看,人為誤操作由三個(gè)部分組成,即運(yùn)行值班人員、檢修人員以及其它人員的誤操作造成。還有因操作二次回路絕緣損壞,造成的惡性事故。誤操作事故將造成電氣設(shè)備的損壞、人身的傷亡和系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞,尤其以惡性誤操作危害為甚。惡性電氣誤操作是指:誤分(合)斷路器、帶負(fù)荷拉(合)隔離開關(guān)、帶電掛(合)接地線(接地開關(guān))、帶接地線(接地開關(guān))合斷路器(隔離開關(guān))、誤入帶電間隔。惡性誤操作的危害如此之大,必須引起我們足夠的重視,采用完善的防誤設(shè)施便是防止誤操作的重要手段。
3. 防誤裝置的構(gòu)成和原理
(1)微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)是一種采用計(jì)算機(jī)技術(shù),用于高壓開關(guān)設(shè)備防止電氣誤操作的裝置,主要由主機(jī)、模擬屏、電腦鑰匙、機(jī)械編碼鎖、電氣編碼鎖等功能元件組成。它根據(jù)電力系統(tǒng)對倒閘操作的“五防”要求和現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài),按照倒閘規(guī)則進(jìn)行判斷、推理,開出完全實(shí)用的操作項(xiàng)目的倒閘操作票。然后用戶將接收到正確操作票的電腦鑰匙,到現(xiàn)場對開關(guān)、刀閘、臨時(shí)接地點(diǎn)、遮攔網(wǎng)門(開關(guān)柜門)等進(jìn)行倒閘操作,主要由軟件編寫操作閉鎖規(guī)則程序來實(shí)現(xiàn)閉鎖,是用于防止電力系統(tǒng)電氣誤操作事故的一種新型閉鎖裝置。
(2)電氣防誤操作是建立在二次操作回路上的一種防誤功能,一般通過二次電纜將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的輔助接點(diǎn),串入二次操作回路來實(shí)現(xiàn)相互閉鎖的。主要有斷路器閉鎖隔離開關(guān)、隔離開關(guān)與斷路器側(cè)接地開關(guān)相互閉鎖、線路隔離開關(guān)與線路接地開關(guān)相互閉鎖、母線隔離開關(guān)與母線接地開關(guān)相互閉鎖等。
4.傳統(tǒng)電氣二次防誤閉鎖與現(xiàn)代微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)分析
微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)與傳統(tǒng)電氣二次防誤閉鎖技術(shù)比較,主要有以下幾點(diǎn)區(qū)別:
(1)電氣二次防誤閉鎖回路是一種現(xiàn)場電氣聯(lián)鎖技術(shù), 主要通過相關(guān)設(shè)備的輔助接點(diǎn)連接來實(shí)現(xiàn)閉鎖。
優(yōu)點(diǎn):電氣閉鎖形式簡單、閉鎖可靠。
缺點(diǎn):①這種方閉鎖方式需要接入大量的二次電纜,接線電氣閉鎖回路一般只能防止斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)的誤操作,對誤入帶電間隔、接地線的掛接(拆除)等則無能為力,不能實(shí)現(xiàn)完整的”五防”功能;
②方式較為復(fù)雜,運(yùn)行維護(hù)較為困難,特別是舊站改造,將給施工帶來很大困難,易留下安全隱患;
③斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的輔助接點(diǎn)工作較不可靠,易出現(xiàn)接點(diǎn)切換故障。
(2)微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)一般不直接采用現(xiàn)場設(shè)備的輔助接點(diǎn),接線簡單,通過防誤閉鎖系統(tǒng)、微機(jī)軟件規(guī)則庫和現(xiàn)場鎖具來實(shí)現(xiàn)防誤閉鎖,是防止運(yùn)行人員誤操作事故的一種積極措施。
優(yōu)點(diǎn):能根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,編寫相應(yīng)的”五防”規(guī)則程序,可以實(shí)現(xiàn)較為完整的”五防”功能和杜絕不正常的操作行為(易引發(fā)惡性事故)的發(fā)生。
缺點(diǎn):①它是在微機(jī)(或模擬屏的單片機(jī))上實(shí)現(xiàn)的,是虛擬的。它只能滿足運(yùn)行值班人員的操作要求,并不能完全解決檢修人員和其它原因的誤操作問題;
②它在微機(jī)系統(tǒng)故障而解除閉鎖時(shí),”五防”功能則完全失去;電動操作的隔離開關(guān)和接地開關(guān)的二次操作回路絕緣破壞還極易導(dǎo)致開關(guān)的誤拉和誤合,這也都是微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)無法解決的。
5. 完善的防誤解決方案
從以上的分析和比較可知,片面地認(rèn)為電氣閉鎖回路可靠和不可靠,認(rèn)為微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)萬能,可以徹底取消電氣二次閉鎖回路,都是不可取的。電氣二次閉鎖回路是電力系統(tǒng)發(fā)展過程中經(jīng)過不斷完善、總結(jié)和發(fā)展起來的一套行之有效的防誤閉鎖方法,實(shí)現(xiàn)起來方便、可靠;但加入防誤閉鎖的二次回路較復(fù)雜,間隔多的大型變電站實(shí)現(xiàn)起來需要耗費(fèi)大量電纜,且在運(yùn)行中存在開關(guān)輔助接點(diǎn)工作不可靠、戶外電磁鎖機(jī)構(gòu)易損壞等問題,再者其防誤功能隨二次接線而定,不易增加和修改,不能實(shí)現(xiàn)完全的“微機(jī)五防”功能,在檢修、試驗(yàn)過程中,這時(shí)的試分合是由檢修人員執(zhí)行,在不能依賴微機(jī)防誤閉鎖裝置的前提下,電氣二次回路閉鎖就成了最后一道防線。而微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)通過軟件將現(xiàn)場大量的二次閉鎖回路和操作行為變?yōu)殡娔X中的”五防”閉鎖規(guī)則庫,實(shí)現(xiàn)了防誤閉鎖的數(shù)字化,并可以實(shí)現(xiàn)以往不能實(shí)現(xiàn)或者是很難實(shí)現(xiàn)的防誤功能,應(yīng)該說是電氣設(shè)備防誤閉鎖技術(shù)的最新技術(shù)和飛躍。但微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的漏洞和其致命的弱點(diǎn)在于”五防”功能以操作邏輯為核心,對于無票操作和誤碰誤動(主要是檢修人員)及二次絕緣破壞等造成的誤操作則有可能無法防止。通過分析傳統(tǒng)電氣二次閉鎖回路和現(xiàn)代微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點(diǎn),我們可以這么說:單純采用這兩種閉鎖措施中的任何一種,都是不完善的、易造成誤操作事故的,兩者只能有機(jī)結(jié)合,才能更好更可靠地實(shí)現(xiàn)防誤操作??蓪τ谛陆ê透脑斓淖冸娬?,我們建議采用的”五防”閉鎖系統(tǒng)方案如下:
方案一:對于站內(nèi)所有斷路器和隔離開關(guān)的位置均為實(shí)遙信,且微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫的,可以考慮不設(shè)計(jì)或取消電氣二次回路閉鎖,所有防誤功能均由微機(jī)”五防”系統(tǒng)獨(dú)立完成,且要求微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)有”防空程”措施。
方案二:對于站內(nèi)所有斷路器和隔離開關(guān)的位置均為虛遙信,且微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫的,可以考慮部分不設(shè)計(jì)或部分取消電氣二次回路閉鎖(主要是指接地開關(guān)電磁鎖和綜合閉鎖),但其余部分均加裝電氣二次回路閉鎖,防誤功能由微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)和間隔電氣二次閉鎖回路共同完成,也要求微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)有”防空程”措施。
方案三:無論站內(nèi)所有斷路器和隔離開關(guān)的位置為虛遙信還是實(shí)遙信,也無論微機(jī)防誤閉鎖與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)是否共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫,不設(shè)計(jì)或取消電氣二次回路閉鎖,但在電動操作的開關(guān)或接地開關(guān)機(jī)構(gòu)箱的操作電源回路中加入微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的強(qiáng)制接點(diǎn),防誤功能由微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)獨(dú)立完成,并要求微機(jī)五防系統(tǒng)有”防空程”措施。
6. 結(jié)論
隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,變電站自動化技術(shù)對電氣\"五防\"系統(tǒng)的要求進(jìn)一步提高,傳統(tǒng)電氣防誤閉鎖方式已不能滿足要求,而作為變電站綜合自動化運(yùn)用發(fā)展方向的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng),在功能方面還有待進(jìn)一步完善和提高。從目前的運(yùn)行情況來看,為了安全可靠起見,在大力推廣應(yīng)用微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的同時(shí),適度保留間隔的電氣二次閉鎖回路或?qū)⑽C(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)接點(diǎn)引入到電動操作回路中而實(shí)現(xiàn)電氣二次防誤閉鎖與微機(jī)防誤閉鎖共同運(yùn)行,應(yīng)該是比較全面有效的防誤閉鎖措施。
參考文獻(xiàn):
[1]《微機(jī)型防止電氣誤操作裝置-通用技術(shù)條件》.
[2]《能源安保[1990] 1110號文件》.
[3]《防止電氣誤操作事故管理規(guī)定》.
[4]《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》.