變電站防誤閉鎖裝置概述

呂志新 白 明 徐 肖

（國網(wǎng)新疆電力公司檢修公司，新疆 烏魯木齊 830002）

1 引言

變電站電氣誤操作主要由運(yùn)維人員、檢修人員和其他人員的誤操作造成，這嚴(yán)重威脅了人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全。防誤裝置是變電站用來防止電氣設(shè)備誤操作的設(shè)備，是目前防止運(yùn)維人員進(jìn)行電氣誤操作或誤入帶電間隔的較為有效的技術(shù)措施，主要包括：微機(jī)“五防”裝置、解鎖鑰匙、編碼鎖、機(jī)械閉鎖裝置、電磁閉鎖回路、電氣閉鎖回路、帶電顯示裝置、設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)方向標(biāo)示等。為堅(jiān)決杜絕變電站運(yùn)維人員發(fā)生電氣誤操作事故，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合中外電氣運(yùn)行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)國家電網(wǎng)公司《防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定》，變電站所有可能引起電氣事故的一次設(shè)備，都應(yīng)裝設(shè)防誤閉鎖裝置。

2 防誤閉鎖裝置的基本要求

通常所說的“五防”閉鎖功能，包括：

（1）防止誤入帶電間隔；

（2）防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳎ㄩ_關(guān)）；

（3）防止帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)（刀閘）；

（4）防止帶接地刀閘（接地線）合閘；

（5）防止帶電合（掛）接地刀閘（接地線）。

現(xiàn)階段，因技術(shù)原因“防止誤合、誤分?jǐn)嗦菲鳎ㄩ_關(guān)）”閉鎖功能采取的措施是提示性的，其余四類防誤閉鎖功能均采取強(qiáng)制性措施。

2.1 防誤閉鎖裝置的配置要求

（1）變、配電裝置升級(jí)改造，裝設(shè)防誤閉鎖裝置時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選用微機(jī)“五防”裝置或電氣閉鎖回路方式。新建變電站的電氣設(shè)備防誤措施優(yōu)先選用微機(jī)“五防”裝置。

（2）采用不間斷交流電源為防誤閉鎖裝置供電，使用的直流電源不得同時(shí)為繼電保護(hù)和控制回路供電。

（3）防誤閉鎖裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮防銹蝕、防卡澀、防粉塵、防干擾、防外物開啟、戶外防水和耐低溫（滿足當(dāng)?shù)貧夂驐l件）的要求。

（4）防誤裝置的結(jié)構(gòu)應(yīng)與其所配電氣設(shè)備的操作位置相對(duì)應(yīng)，并且不得影響電氣設(shè)備的操作要求，盡量不增加處理事故和正常倒閘操作的難度。微機(jī)“五防”裝置不得影響保護(hù)裝置、通訊設(shè)備和自動(dòng)化裝置的正常運(yùn)行。

（5）防誤閉鎖裝置主機(jī)應(yīng)該與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)分開，嚴(yán)禁與外網(wǎng)互聯(lián)，防誤閉鎖裝置的網(wǎng)絡(luò)安全要求等同于電網(wǎng)二次系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。

2.2 防誤閉鎖裝置的使用要求

（1）防誤閉鎖裝置必須與所配的主設(shè)備同時(shí)設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)。不得投運(yùn)未安裝防誤閉鎖裝置的電氣設(shè)備，防誤閉鎖裝置驗(yàn)收不合格的電氣設(shè)備也不得投入運(yùn)行 。

（2）制定專門的保管和使用防誤閉鎖裝置解鎖鑰匙或備用鑰匙的制度。防誤閉鎖裝置正常情況下嚴(yán)禁解鎖或退出運(yùn)行。

（3）在遇到危及人身安全、電網(wǎng)和設(shè)備安全的緊急情況時(shí)，若需要進(jìn)行解鎖操作，可根據(jù)變電站當(dāng)值負(fù)責(zé)人的指令，緊急使用解鎖鑰匙，當(dāng)值負(fù)責(zé)人要對(duì)解鎖操作進(jìn)行認(rèn)真監(jiān)護(hù)，同時(shí)值班員要及時(shí)將此解鎖操作報(bào)告當(dāng)值調(diào)度員，最后記錄好使用原因、批準(zhǔn)人和使用人姓名、開始和結(jié)束時(shí)間等。

（4）電氣設(shè)備檢修，若需要進(jìn)行解鎖操作，應(yīng)該經(jīng)變電站站長批準(zhǔn)，由當(dāng)值值班員進(jìn)行監(jiān)護(hù)。

3 防誤閉鎖裝置的基本原理

3.1 機(jī)械閉鎖

通過機(jī)械結(jié)構(gòu)的制約達(dá)到防誤閉鎖的目的的閉鎖形式，稱為機(jī)械閉鎖，它分為直接式機(jī)械閉鎖和間接式機(jī)械閉鎖。直接式機(jī)械閉鎖有：機(jī)械程序鎖、簡易接地樁、機(jī)械連桿傳動(dòng)閉鎖和鋼絲彈簧輪軸傳動(dòng)閉鎖；間接式機(jī)械閉鎖有：電控鑰匙盒閉鎖、紅綠翻牌等 。常見的用于隔離開關(guān)、接地刀閘和一些組合式手車的機(jī)械閉鎖是機(jī)械連桿傳動(dòng)閉鎖，此類機(jī)械閉鎖的缺點(diǎn)是：容易出現(xiàn)卡澀導(dǎo)致操作不便，并且不同回路之間的電氣連接沒有邏輯判斷，只能閉鎖本元件或本回路，很難滿足接線復(fù)雜的防誤閉鎖要求。

3.2 電氣閉鎖

電氣閉鎖是通過斷路器和隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)聯(lián)鎖的方式在所操作的二次回路上設(shè)置電氣閉鎖，包括電氣回路閉鎖、電磁回路閉鎖、電氣報(bào)普、高壓帶電顯示裝置。與機(jī)械型防誤閉鎖相比，電氣閉鎖克服了不同回路之間的電氣連接沒有聯(lián)系和邏輯判斷的缺點(diǎn)，在防止斷路器和隔離開關(guān)、接地刀閘的誤操作比較可靠。電氣閉鎖的不足是，接線方式復(fù)雜，需預(yù)先接入大量電纜，而且電氣閉鎖無法真正防止誤入帶電間隔和誤裝、誤拆接地線，因此電氣閉鎖不能實(shí)現(xiàn)完整的“五防”閉鎖功能。

3.3 微機(jī)閉鎖

目前，國內(nèi)最先進(jìn)的防誤裝置是微機(jī)防誤閉鎖裝置。微機(jī)閉鎖裝置通過預(yù)設(shè)操作原則確保倒閘操作順序正確，通過各類編碼鎖和狀態(tài)鎖保證操作正確，從而實(shí)現(xiàn)防誤閉鎖功能。它由微機(jī)防誤裝置主機(jī)、電腦鑰匙、傳輸適配器和編碼鎖組成。

微機(jī)防誤閉鎖是事先將系統(tǒng)參數(shù)、電氣防誤操作接線圖、電氣元件操作規(guī)則存入主機(jī)中，當(dāng)運(yùn)維人員在五防機(jī)模擬圖上進(jìn)行模擬預(yù)演時(shí)，微機(jī)“五防”系統(tǒng)會(huì)根據(jù)當(dāng)前設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)判斷模擬操作是否符合規(guī)則。在進(jìn)行倒閘操作時(shí)，微機(jī)防誤裝置主機(jī)先與現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行對(duì)位，確保主機(jī)主接線圖中的斷路器、隔離開關(guān)分合狀態(tài)與實(shí)際相符。核對(duì)無誤后，運(yùn)維人員在五防機(jī)模擬圖上進(jìn)行模擬操作，待模擬正確后，生成操作票，傳至電腦鑰匙。電腦鑰匙接受、識(shí)別主機(jī)傳來的操作票編碼，識(shí)別無誤后便可以用電腦鑰匙打開裝于現(xiàn)場相應(yīng)設(shè)備上的編碼鎖，進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)備的正式操作。倒閘操作完成后，將電編碼鎖插回至特定接口，進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)變位信息的回傳，以此更新五防機(jī)模擬圖上的斷路器、隔離開關(guān)等的位置。整個(gè)操作過程是在微機(jī)“五防”主機(jī)、電腦鑰匙、編碼鎖的嚴(yán)格閉鎖下進(jìn)行的，運(yùn)維人員根據(jù)校驗(yàn)合格的操作票進(jìn)行操作。由此可見，微機(jī)防誤閉鎖能夠?qū)崿F(xiàn)軟、硬件全方位的防誤閉鎖功能。倒閘操作流程圖如圖1所示。

4 防誤閉鎖裝置的應(yīng)用現(xiàn)狀

運(yùn)維人員誤拉、誤合斷路器（開關(guān)）和隔離開關(guān)（刀閘）以及誤入帶電間隔是造成惡性事故的幾種常見誤操作。微機(jī)防誤閉鎖裝置是防止這類惡性事故的積極措施，它對(duì)防止運(yùn)維人員的誤操作特別有效。檢修人員的誤操作大多發(fā)生在檢修或試驗(yàn)過程中，檢修人員的操作并沒有包含在微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)中，因此微機(jī)閉鎖裝置尚不能防止檢修人員的誤操作，此時(shí)電氣型閉鎖成了保證安全的最后一道防線。其他人員的誤操作主要是指，與正常操作無關(guān)的人員的誤操作。這類情況雖然比較少，但也時(shí)有發(fā)生。比如，無關(guān)人員在操作機(jī)構(gòu)箱附近時(shí)，有可能因誤碰設(shè)備導(dǎo)致誤操作事故，這類問題微機(jī)防誤閉鎖裝置也不能很好地防止。另外，微機(jī)防誤閉鎖在實(shí)際使用過程中還有以下問題需要解決：

（1）非正常運(yùn)行方式下，不能用電腦鑰匙進(jìn)行解鎖操作，只能依靠強(qiáng)制解鎖。

（2）對(duì)戶外編碼鎖的維護(hù)工作量較大。修改閉鎖規(guī)則和日常維護(hù)需由專業(yè)人員進(jìn)行。

（3）微機(jī)閉鎖功能的核心是虛擬的操作邏輯，對(duì)無票操作或檢修和其他人員的防誤閉鎖無效。

（4）微機(jī)防誤系統(tǒng)存在“走空程”的問題，在實(shí)際運(yùn)用中，電腦鑰匙在解鎖過程中常發(fā)生編碼鎖沒打開而電腦鑰匙的程序已走到下一步的情況。

（5）電腦鑰匙一般是在前一項(xiàng)操作完成后，隨即指向下一項(xiàng)操作，前一項(xiàng)操作內(nèi)容不能重復(fù)，否則視為誤操作。正常情況下，這種方式能夠給操作人員帶來方便，但在實(shí)際操作中，常遇到設(shè)備一次操作不到位的情況，顯然電腦鑰匙的這種方式給設(shè)備的重復(fù)操作造成了較大困難。

5 防誤閉鎖裝置的發(fā)展趨勢(shì)

隨著變電站自動(dòng)化水平的不斷提高、運(yùn)維管理模式的不斷改進(jìn)，防誤閉鎖技術(shù)將面臨更多新的需求，在這種電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)下，新的設(shè)計(jì)理念不斷涌現(xiàn)，微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)作為主流的防誤閉鎖技術(shù)不斷發(fā)展，其中一個(gè)發(fā)展較快的分支就是在線式微機(jī)防誤閉鎖技術(shù)。但從目前的運(yùn)行情況來看，單純依靠防誤閉鎖裝置并不能完全防止誤操作故事的發(fā)生，為了進(jìn)一步保障電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，在大力推廣和改進(jìn)微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的同時(shí)，將微機(jī)“五防”系統(tǒng)接點(diǎn)接入電動(dòng)操作回路或適當(dāng)保留間隔的電氣閉鎖回路，應(yīng)該是比較有效的防誤閉鎖措施。

[1]劉雪飛.關(guān)于變電站“五防”閉鎖裝置的探討[J].電力設(shè)備，2008，9（08）：58-60.

[2]徐宇.微機(jī)防誤閉鎖方式及配置的原則[J].電力安全技術(shù)，2007（09）：21-22.

[3]周鑫.西門子220kV PR2型隔離開關(guān)防誤閉鎖探討[J].電氣應(yīng)用，2008，27（17）：51-52.

[4]吳亞珍.變電站防誤操作設(shè)計(jì)方案[J].電工技術(shù)，2007 （08）：23-24.

[5]寧雪峰.淺談微機(jī)“五防”裝置及其改進(jìn)措施[J].東北電力技術(shù)，2008（12）：38-40.

[6]羅勁.微機(jī)五防系統(tǒng)發(fā)展方向探討[J].四川水力發(fā)電，2008，27（01）：76-77.

[7]陳玉順.電氣二次防誤閉鎖與微機(jī)防誤閉鎖共同運(yùn)行的必要性[J].農(nóng)村電氣化，2005（09）：44-45.