關(guān)于配電網(wǎng)防誤系統(tǒng)的研究

代曉豐，黃國釗

(1.廣州供電局有限公司天河供電局，廣東 廣州 510620；2.華南理工大學(xué)，廣東 廣州 510630)

配電網(wǎng)作為面向中小客戶的終端電網(wǎng)，具有點多、面廣、線路長，倒閘操作頻繁，人均設(shè)備量大，安全矛盾突出等特點。近年來，我國電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，配網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，設(shè)備類型和數(shù)量種類也在不斷增加，工作中若對設(shè)備不熟悉，或稍有疏忽就可能出現(xiàn)誤操作事故，從而造成許多不必要的損失。因此，防止電氣誤操作事故是電力生產(chǎn)急需解決的重大技術(shù)問題。

1 配電網(wǎng)防誤現(xiàn)狀

電力系統(tǒng)中的電氣誤操作包括誤入帶電間隔、帶地線合閘、誤拉合開關(guān)、帶負(fù)荷拉刀閘、帶電掛地線等，這些都是威脅電力設(shè)備安全運行的頻發(fā)性故障，它可能導(dǎo)致大面積停電，電力設(shè)備毀壞，系統(tǒng)振蕩瓦解，甚至發(fā)生人員傷亡事故，給企業(yè)和社會帶來嚴(yán)重的損失。為實現(xiàn)電力設(shè)備的安全可靠運行，防止誤操作事故的發(fā)生，電力系統(tǒng)雖然強制推行高壓開關(guān)設(shè)備必須安裝防誤操作裝置，并采取多種管理措施和技術(shù)措施，以防止誤操作的發(fā)生，但仍未能從根本上杜絕此類事故。

目前配網(wǎng)設(shè)備防誤操作的主要技術(shù)保障是柜體本身的機械聯(lián)鎖，它能夠根據(jù)開關(guān)的位置情況，閉鎖接地刀閘的分合操作。但是由于開關(guān)柜操作孔掛鎖的開鎖鑰匙普遍為通用型，容易造成以下風(fēng)險：

(1)如沒有認(rèn)真核對操作設(shè)備的名稱和編號，則存在走錯間隔、操作錯誤設(shè)備的風(fēng)險；

(2)對于兩面環(huán)網(wǎng)柜互聯(lián)，即執(zhí)行不同柜體的操作時，沒有邏輯閉鎖，若操作順序不當(dāng)可能造成電源側(cè)開關(guān)未斷，而誤合負(fù)荷側(cè)地刀等事故。

此外，部分投產(chǎn)時間較早的老舊開關(guān)柜，內(nèi)部沒有防誤裝置，或防誤裝置存在功能設(shè)計不完善等缺陷，易導(dǎo)致防誤閉鎖功能缺失，加大了配網(wǎng)設(shè)備誤操作的風(fēng)險。

2 防誤閉鎖裝置建設(shè)構(gòu)思

2.1 總體構(gòu)思

對于電網(wǎng)防誤操作事故的技術(shù)手段，最理想的狀態(tài)是采用微機防誤閉鎖裝置，即采用計算機系統(tǒng)控制。計算機系統(tǒng)由防誤計算機、防誤閉鎖軟件、機械編碼鎖、手持終端、解鎖鑰匙等功能元件組成。它是基于電網(wǎng)資源地理信息系統(tǒng)(即“GIS 系統(tǒng)”)，對配電設(shè)備機械編碼鎖進行管理，實現(xiàn)操作票操作步驟與操作對象編碼一一關(guān)聯(lián)，并轉(zhuǎn)換成邏輯操作序列功能的系統(tǒng)?？紤]到對于配電網(wǎng)，需要與GIS對接重新建立龐大的后臺資源庫，操作邏輯編輯相對復(fù)雜，現(xiàn)場改造工程量巨大，既需要大量的資本投資，又增加了調(diào)度、操作人員的工作量，因此不建議廣泛使用。

針對配電網(wǎng)電氣誤操作以帶電掛(合)接地線(接地刀閘)、帶接地線(接地刀閘)送電對電網(wǎng)危害最大的特點。應(yīng)在充分考慮配網(wǎng)調(diào)度、配網(wǎng)運行、配網(wǎng)業(yè)務(wù)特點的基礎(chǔ)上，以及在不增加運行人員工作量的前提下，采用維護少，設(shè)計簡單，無需使用操作終端、設(shè)備及通訊環(huán)節(jié)的防誤系統(tǒng)，實現(xiàn)對戶內(nèi)外各類開關(guān)和刀閘設(shè)備電氣操作的邏輯防誤閉鎖，實現(xiàn)防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)、帶接地線(接地刀閘)送電的誤操作事故。

2.2 主要邏輯

2.2.1 設(shè)備閉鎖(電控鎖+高壓帶電顯示裝置)，可防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)

通過傳感器技術(shù)、電磁感應(yīng)技術(shù)，構(gòu)建一個應(yīng)用便捷、閉鎖完整、自動靈敏、防誤理念先進、伸縮擴展靈活的便捷型配網(wǎng)智能防誤系統(tǒng)。主要包括電控鎖及高壓帶電顯示裝置，在設(shè)備端應(yīng)用自動化的電控鎖及附件對設(shè)備的操作孔位及柜門實現(xiàn)物理強制閉鎖，添加的專用防誤型高壓帶電顯示裝置可與電控鎖產(chǎn)生自動聯(lián)動功能，達到設(shè)備端無電允許操作、對側(cè)無電開柜門及來電自動閉鎖的防誤要求。其主要功能如下。

(1)便捷防誤功能。系統(tǒng)僅包含高壓帶電顯示裝置及電控鎖2 部分，對于每個環(huán)網(wǎng)柜間隔，防誤設(shè)備安裝簡單便捷，運行人員無需增加任何設(shè)備，即可在現(xiàn)場完成防誤監(jiān)護下的相應(yīng)操作。

(2)高壓指示燈顯示功能。具有防誤聯(lián)動控制信號功能的高壓帶電顯示裝置，不僅可以通過指示燈清晰顯示傳感器提供的母線帶電情況，而且可以為電控鎖提供聯(lián)動控制信號，以防止誤操作事故的發(fā)生。

(3)“一鍵”操作功能。電控鎖提供“一鍵”操作按鈕，在高壓帶電顯示裝置驗得無電情況下，運行人員在防誤許可下完成“一鍵”解鎖操作，若帶電，則操作無效，解鎖失敗。

(4)驗電聯(lián)動操作功能。高壓帶電顯示裝置驗電過程中，驗電結(jié)果與電控鎖操作許可進行關(guān)聯(lián)。電控鎖的操作，需通過驗電判斷后才可進行，不可隨意在無防誤條件下操作。

(5)來電自動閉鎖功能。電控鎖在解鎖狀態(tài)下，若設(shè)備突然來電，高壓帶電顯示裝置可為其提供設(shè)備操作信號，令其自動閉鎖，防止誤操作的發(fā)生。

2.2.2 設(shè)備閉鎖(電控鎖+接地檢測裝置)，可防止帶接地線(接地刀閘)送電

通過傳感器技術(shù)、接地檢測技術(shù)，構(gòu)建一個應(yīng)用便捷、閉鎖完整、自動靈敏、防誤理念先進、伸縮擴展靈活的便捷型配網(wǎng)智能防誤系統(tǒng)。系統(tǒng)包括電控鎖及接地檢測裝置，在設(shè)備端應(yīng)用自動化的電控鎖及附件對設(shè)備的操作孔位及柜門實現(xiàn)物理強制閉鎖，添加的專用接地檢測裝置可與電控鎖產(chǎn)生自動聯(lián)動功能，達到設(shè)備端及對側(cè)無接地允許操作、設(shè)備端及對側(cè)有接地閉鎖的防誤要求。其主要功能如下。

(1)便捷防誤功能。系統(tǒng)僅包含接地檢測裝置及電控鎖2 部分，對于每個環(huán)網(wǎng)柜間隔，防誤設(shè)備安裝簡單便捷，運行人員無需增加任何設(shè)備，即可在現(xiàn)場完成防誤監(jiān)護下的相應(yīng)操作。

(2)接地檢測功能。具有防誤聯(lián)動控制信號功能的接地檢測裝置，不僅可以通過檢測裝置清晰顯示傳感器提供的線路接地情況，而且可以為電控鎖提供聯(lián)動控制信號，以防止誤操作事故的發(fā)生。

(3)“一鍵”操作功能。電控鎖提供“一鍵”操作按鈕，在接地檢測裝置驗得線路無接地的情況下，運行人員可在防誤許可下完成“一鍵”解鎖操作；若線路接地，則操作無效，不得解鎖。

(4)接地檢測聯(lián)動操作功能。接地檢測裝置驗電過程中，接地檢測結(jié)果與電控鎖操作許可進行關(guān)聯(lián)。對電控鎖的操作，必須通過接地檢測判斷后才可進行，不可隨意在無防誤條件下操作?？膳c高壓帶電顯示裝置配合使用，在線路停電情況下進行接地檢測。

2.3 優(yōu)點與缺點

2.3.1 優(yōu)點

(1)防誤裝置維護少，設(shè)計簡單，無需使用操作終端設(shè)備及通訊環(huán)節(jié)。在不增加運行人員工作量的情況下，只需通過在開關(guān)柜安裝防誤閉鎖裝置，就可以有效防止配網(wǎng)運行操作的電氣誤操作事故。

(2)安裝設(shè)備閉鎖(電控鎖+高壓帶電顯示裝置)，可防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)；安裝設(shè)備閉鎖(電控鎖+接地檢測裝置)，可防止帶接地線(接地刀閘)送電。

(3)鎖具種類單一，閉鎖全面，具有不同設(shè)備的廣泛適應(yīng)性，可在保證性能功用的同時節(jié)約成本。

(4)防誤閉鎖裝置省去了人工手動輸入操作密碼及電話通訊的耗時部分，有效地克服了時間與空間對操作任務(wù)的限制，提高了功能效率。

(5)創(chuàng)新性。通過檢測接地電阻的防誤閉鎖系統(tǒng)屬創(chuàng)新理念。防誤裝置結(jié)合配網(wǎng)的具體特點，研制接地檢測裝置，解決了無法判斷配網(wǎng)線路對側(cè)接地情況的問題。

因此，對于設(shè)備量大、管理范圍單一、邏輯判斷簡單、通訊時效性低的配網(wǎng)環(huán)境尤為適用，不僅可以協(xié)助配電網(wǎng)運行單位完成負(fù)荷開關(guān)、柜門與高壓帶電顯示裝置間的聯(lián)絡(luò)操作，而且解決了單一間隔內(nèi)驗電與操作間的無關(guān)聯(lián)問題，達到單間隔簡單接地防誤閉鎖的功能。為配電網(wǎng)操作管理水平、可靠性和工作效率的提高提供基礎(chǔ)技術(shù)保障

2.3.2 缺點

以上防誤閉鎖裝置未能實現(xiàn)防止帶負(fù)荷拉、合隔離刀閘，防止誤分、合斷路器(開關(guān))，防止誤入帶電間隔的要求，以及對于運行人員走錯間隔無任何提示，無法防止此類誤操作。

3 總結(jié)

配電網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)度、運行、維護、檢修、改造等工作量大的特點，隨著對配網(wǎng)供電可靠性要求的不斷提高，在配網(wǎng)操作過程的各環(huán)節(jié)中，必須有效地避免誤調(diào)度、誤操作等帶來的巨大風(fēng)險。提高配網(wǎng)管理和運行水平，建立配網(wǎng)防誤系統(tǒng)是確保配網(wǎng)精心調(diào)度、安全運行的一項重要技術(shù)措施。為避免大量投資，可以針對帶電掛(合)接地線(接地刀閘)、帶接地線(接地刀閘)送電，嘗試采用設(shè)備閉鎖(電控鎖+高壓帶電顯示裝置)以及設(shè)備閉鎖(電控鎖+接地檢測裝置)的方式，減少產(chǎn)生誤調(diào)度、誤操作的可能性，從而在總體上提高安全生產(chǎn)效率。

1 翁治江．基于風(fēng)險評估的配網(wǎng)防誤分析[J]．電氣技術(shù)，2011(5).

2 陳新圣．采用微機監(jiān)控方式時“五防”原則討論[J]．華東電力，2002(1).