WFBX型微機(jī)防誤操作閉鎖系統(tǒng)在電站的應(yīng)用

何朝霞

（新疆額爾齊斯河流域開發(fā)工程建設(shè)管理局，新疆 烏魯木齊830000）

0 引言

電氣誤操作可能造成大面積停電、設(shè)備損壞、人身傷亡，甚至引起電網(wǎng)振蕩瓦解等嚴(yán)重后果，嚴(yán)重威脅到人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全，是我國(guó)電力系統(tǒng)中常見(jiàn)的事故之一。在無(wú)數(shù)次血的教訓(xùn)面前，我國(guó)結(jié)合中外電氣運(yùn)行的實(shí)踐，將防止電氣誤操作事故列為電力生產(chǎn)急需解決的重大技術(shù)問(wèn)題并提出了電氣設(shè)備“五防”要求，實(shí)現(xiàn)電氣“五防”功能成為電力安全生產(chǎn)的重要措施之一。隨著電網(wǎng)的發(fā)展、技術(shù)的更新，防誤裝置也不斷得到改進(jìn)和完善。

1 電站概述

電站位于阿勒泰地區(qū)福?？h境內(nèi)，主要由發(fā)電引水系統(tǒng)、主副廠房、升壓站、開關(guān)站四部分組成，屬壩后式水電站。裝機(jī)容量4×8MW，年設(shè)計(jì)發(fā)電能力1.24億kW·h。機(jī)端電壓10.5kV，經(jīng)主變升壓后與110kV主網(wǎng)并列，共有六喀線、六友線和六北線3條輸電線路向電網(wǎng)供電。2001年4月全部建成投產(chǎn)，2009年完成自動(dòng)化改造。

2 系統(tǒng)應(yīng)用背景

2008年電站曾發(fā)生一起惡性誤操作事故。事故經(jīng)過(guò)：6月7日，在110kV六喀線斷路器由檢修轉(zhuǎn)為熱備用操作時(shí)，應(yīng)拉開D1接地刀閘，而操作人員在未核對(duì)設(shè)備雙重名稱及位置、監(jiān)護(hù)人監(jiān)護(hù)失職下，誤將D2接地刀閘合上，引起三相短路保護(hù)動(dòng)作，造成旁路斷路器跳閘（旁路代六喀線斷路器運(yùn)行）。本次事故造成六喀線停運(yùn)，導(dǎo)致阿勒泰電網(wǎng)富蘊(yùn)片區(qū)4座電站、青河片區(qū)3座電站、青河片區(qū)5座35kV變電站失壓，影響了高考期間的保電工作。操作人員嚴(yán)重違章是造成此次事故的直接原因，而事故的間接原因是：110kV開關(guān)站隔離開關(guān)機(jī)械防誤閉鎖裝置存在缺陷，隔離開關(guān)合閘時(shí)，兩側(cè)接地刀閘處于閉鎖狀態(tài)，隔離開關(guān)分閘時(shí)，兩側(cè)接地刀閘處于解鎖狀態(tài)。

因兩名操作人員責(zé)任心差、違章操作以及設(shè)備本身存在的缺陷發(fā)生了如此嚴(yán)重的惡性誤操作事件，直接導(dǎo)致阿勒泰電網(wǎng)東部片區(qū)大面積停電，事故影響極其惡劣。電站為了從根本上杜絕此類事件再次發(fā)生，決定在自動(dòng)化改造時(shí)完善所有的防誤閉鎖裝置。

3 常規(guī)防誤操作閉鎖裝置

3.1 機(jī)械閉鎖

機(jī)械閉鎖是在開關(guān)柜或刀閘的操作部位之間用互相制約和聯(lián)動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)達(dá)到先后動(dòng)作的閉鎖要求，具有閉鎖直觀、強(qiáng)度高、不易損壞、維護(hù)量小、操作方便、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)。然而機(jī)械閉鎖與電氣元件動(dòng)作間的聯(lián)系、開關(guān)柜與柜外設(shè)備及刀閘與開關(guān)之間的閉鎖用機(jī)械閉鎖無(wú)法實(shí)現(xiàn)，其在技術(shù)和安全方面存在許多無(wú)法逾越的缺陷，可靠性和穩(wěn)定性相對(duì)較差。

我站成立之初，35kV變電所、110kV開關(guān)站只采用這樣的防誤閉鎖裝置，這也是目前常用的閉鎖方式之一。

3.2 電氣聯(lián)鎖

電氣聯(lián)鎖是利用斷路器、隔離開關(guān)等設(shè)備的輔助接點(diǎn)接入需閉鎖隔離開關(guān)或接地開關(guān)等電動(dòng)操作回路從而實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備之間的相互閉鎖。由于二次回路的復(fù)雜性、維護(hù)量大等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，電氣聯(lián)鎖經(jīng)常會(huì)因?yàn)槎位芈饭收隙鴮?dǎo)致閉鎖失靈或誤發(fā)信號(hào)。

3.3 電磁閉鎖

電磁閉鎖是利用斷路器、隔離開關(guān)等的輔助接點(diǎn)接通或斷開需閉鎖的斷路器、隔離開關(guān)或是接地刀閘等電磁鎖電源，使其操作機(jī)構(gòu)無(wú)法進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備之間的相互閉鎖。這種閉鎖裝置簡(jiǎn)單、快捷，但受環(huán)境條件影響，裝置常常會(huì)失靈，局限性比較大，且對(duì)設(shè)備的密封性要求較高，所以在我國(guó)使用并不廣泛。

4 WFBX型微機(jī)防誤操作閉鎖系統(tǒng)的組成、應(yīng)用及特點(diǎn)

2009年，電站在自動(dòng)化改造工程中全面采用了國(guó)電南瑞的WFBX型微機(jī)防誤操作閉鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用電腦編碼技術(shù)，將閉鎖的硬件與邏輯運(yùn)算分開，閉鎖的邏輯運(yùn)算由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用站端遠(yuǎn)動(dòng)裝置或綜合自動(dòng)化系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，用電腦鑰匙采集遠(yuǎn)動(dòng)監(jiān)控裝置未采集的手動(dòng)高壓設(shè)備的狀態(tài)信息，使得防誤主機(jī)一次接線圖與現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)一致，實(shí)現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳。

該系統(tǒng)由防誤主機(jī)、電腦鑰匙、編碼鎖組成。主機(jī)中安裝接線圖模擬系統(tǒng)、操作票專家系統(tǒng)、智能語(yǔ)音系統(tǒng)、操作管理系統(tǒng)。電腦鑰匙與主機(jī)的連接通過(guò)適配器的方式實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過(guò)綜合改造后，五防系統(tǒng)成為變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中非常關(guān)鍵與重要的子系統(tǒng)之一，在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支持下，能夠完成包括操作、對(duì)位以及閉鎖在內(nèi)的相關(guān)功能。在此基礎(chǔ)上，主機(jī)與電腦鑰匙能夠基于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)對(duì)通訊及傳送程序進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)現(xiàn)場(chǎng)編碼的操作與控制，從而實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化調(diào)度過(guò)程中的五防功能。

（1）該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的圖形模擬系統(tǒng)，以顯示器作為操作界面，配置通訊適配器實(shí)現(xiàn)模擬操作、操作票傳輸、五防閉鎖、仿真培訓(xùn)等功能；（2）采用數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可維護(hù)性強(qiáng)，可自行繪制與修改主接線圖，可定義與修改五防閉鎖程序，擴(kuò)容方便；（3）配置操作票專家系統(tǒng)，并具有打印、顯示、存儲(chǔ)、刪除操作票和操作權(quán)限分級(jí)管理等功能。

在系統(tǒng)軟件中，首先編寫電氣一次主接線圖所對(duì)應(yīng)的操作規(guī)則及各種設(shè)備的操作規(guī)范，然后在儲(chǔ)存器中進(jìn)行固化處理。當(dāng)變電站值班室工作人員接收到操作指令后，先在主機(jī)平臺(tái)上對(duì)操作指令進(jìn)行模擬執(zhí)行與操作，系統(tǒng)檢驗(yàn)操作指令的運(yùn)行狀態(tài)及操作步驟的執(zhí)行情況，評(píng)估操作指令的執(zhí)行是否符合規(guī)則，通過(guò)這種方式篩選正確的步驟，并將其登記于操作票上。然后，將操作票整體傳輸給電腦鑰匙。電腦鑰匙的主要功能是分析并檢查鎖的類型與鎖號(hào)是否有完全對(duì)應(yīng)的關(guān)系，在確定兩者完全一致后，方可進(jìn)行解鎖，同時(shí)對(duì)該操作步驟下的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行儲(chǔ)存記錄。在操作指令完成后，電腦鑰匙需將處理信息傳遞至防誤主機(jī)及變電站調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)主站微機(jī)系統(tǒng)歷史服務(wù)器，使模擬操作與變電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況完全契合。以上操作過(guò)程以編碼鎖及電腦鑰匙為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格閉鎖，從而使系統(tǒng)操作人員能夠嚴(yán)格按照預(yù)先經(jīng)過(guò)系統(tǒng)檢定合格的步驟執(zhí)行各項(xiàng)操作，對(duì)防止誤操作有非常重要的價(jià)值。

5 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)自改造后使用至今，我們充分感受到了它的先進(jìn)性、實(shí)用性、可靠性，使用中在確保五防功能的前提下操作靈活，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)位及時(shí)準(zhǔn)確、鎖具操作靈活、維護(hù)方便，為我站的安全生產(chǎn)、技術(shù)升級(jí)提供了有力保證。但在實(shí)際應(yīng)用中，我們也發(fā)現(xiàn)了幾點(diǎn)隱患：（1）在操作中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)電腦鑰匙故障，現(xiàn)場(chǎng)操作中斷，操作人員需重新啟用鑰匙，而在電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度時(shí)往往對(duì)檢修時(shí)間有比較嚴(yán)格的規(guī)定，在如此緊迫的情況下，往往會(huì)使用萬(wàn)能鑰匙救急，此時(shí)就會(huì)失去使用整個(gè)五防系統(tǒng)的意義，且無(wú)法向防誤主機(jī)回傳現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)。建議系統(tǒng)啟用主用和備用兩把鑰匙，備用鑰匙執(zhí)行智能化，設(shè)置一定的權(quán)限，由操作人和監(jiān)護(hù)人同時(shí)確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)從中斷操作處切入的功能。（2）微機(jī)防誤操作閉鎖裝置中，遙信采用了實(shí)遙信和虛遙信兩種方式，開關(guān)采用實(shí)遙信，刀閘多采用虛遙信。在微機(jī)五防機(jī)上，操作人員可以隨意人工置合和置分，改變刀閘和斷路器的狀態(tài)，這種操作對(duì)設(shè)備位置的判斷是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，存在引發(fā)誤操作的隱患。為防患于未然，電氣設(shè)備應(yīng)一律采用實(shí)遙信，而不是通過(guò)五防鑰匙來(lái)反饋設(shè)備位置狀態(tài)。（3）電站應(yīng)將萬(wàn)能鑰匙的使用管理納入運(yùn)行管理制度，并嚴(yán)格執(zhí)行，實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)督和考核，杜絕因萬(wàn)能鑰匙管理不當(dāng)引發(fā)誤操作。（4）電氣二次部分的操作雖然在防誤系統(tǒng)中有一定的體現(xiàn)，但其并不屬于操作規(guī)則的研究范疇，即電氣二次部分操作并沒(méi)有與之相對(duì)應(yīng)的閉鎖功能，為了保障本部分操作功能的順利實(shí)現(xiàn)，必須依賴于運(yùn)行管理人員較高的技術(shù)水平及責(zé)任意識(shí)。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電站自動(dòng)化技術(shù)、無(wú)人值守方式的發(fā)展，對(duì)防誤閉鎖系統(tǒng)的要求進(jìn)一步提高，傳統(tǒng)防誤閉鎖方式已不能滿足要求，而作為電氣防誤裝置發(fā)展方向的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)，在功能上還有待進(jìn)一步完善和提高?，F(xiàn)階段，我們還需要不斷完善管理，制訂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)章制度，防止電氣誤操作的發(fā)生。

［1］馬樹敏，黃蜂.“五防”裝置在變電站的應(yīng)用分析［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（13）.

［2］劉雪飛，劉國(guó)亮.關(guān)于變電所五防閉鎖裝置的探討［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008（19）.