變電站防誤閉鎖裝置的應(yīng)用與規(guī)范化管理

鄭蔭欽，朱光地（福建水口發(fā)電集團有限公司，福建 福州 350000）

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變電站防誤閉鎖裝置的應(yīng)用與規(guī)范化管理

鄭蔭欽，朱光地
（福建水口發(fā)電集團有限公司，福建 福州 350000）

〔摘 要〕在電力系統(tǒng)中，為防止發(fā)生運行電氣設(shè)備誤操作而引發(fā)人身、電網(wǎng)和重大設(shè)備事故，各類防誤閉鎖裝置被廣泛采用。根據(jù)幾種常用防誤閉鎖裝置的特點，依據(jù)優(yōu)勢互補的配置原則，對某電站防誤閉鎖裝置的配置和設(shè)計邏輯進行了分析；同時，針對特殊情況下的解鎖操作，對防誤閉鎖裝置的規(guī)范化管理進行了探討。

〔關(guān)鍵詞〕變電站；防誤閉鎖；閉鎖邏輯；規(guī)范化

0 引言

在電廠設(shè)備操作過程中，為防止5種誤操作而設(shè)計的防誤閉鎖裝置，由最初的機械閉鎖、電磁閉鎖、電氣邏輯閉鎖，到如今的微機閉鎖，其功能越來越強大，應(yīng)用越來越人性化。防誤閉鎖裝置已成為現(xiàn)代變電站防誤操作不可或缺的技術(shù)手段。面對繁雜多樣的防誤閉鎖裝置，電廠不僅要根據(jù)現(xiàn)場實際情況采用合適的類型，還要制定一套行之有效的管理制度，實現(xiàn)防誤閉鎖裝置的規(guī)范化應(yīng)用。

1 防誤閉鎖裝置的原理及特點

1.1 機械閉鎖

機械閉鎖是靠機械結(jié)構(gòu)相互制約，從而達到相互聯(lián)鎖的閉鎖方式。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單直觀、運行可靠、不易發(fā)生錯誤操作等優(yōu)點。但這種閉鎖實現(xiàn)的前提是隔離刀閘和對應(yīng)接地刀閘是一體化設(shè)備，要實現(xiàn)同其他回路隔離刀閘或接地刀閘的閉鎖就非常困難，一般采用電氣閉鎖或其他跨間隔的閉鎖方式來實現(xiàn)。

1.2 電磁閉鎖

電磁閉鎖是利用開關(guān)、隔離刀閘、設(shè)備柜門等的輔助接點，接通或斷開隔離刀閘、柜門等電磁鎖電源，使其操作機構(gòu)無法動作，從而實現(xiàn)設(shè)備之間的相互閉鎖。該裝置原理簡單，可實現(xiàn)非一體化的開關(guān)設(shè)備間閉鎖，缺點是沒有雙向功能、需外部電源供電、不宜在潮濕環(huán)境中使用、可靠性較差。

1.3 電氣邏輯閉鎖

在開關(guān)、隔離刀閘、接地刀閘的電動操作控制回路中，依據(jù)正確的操作規(guī)則串入其位置輔助接點，實現(xiàn)電氣邏輯閉鎖。當(dāng)違反操作規(guī)范時，由相應(yīng)設(shè)備的輔助接點切斷該操作設(shè)備的控制回路，禁止操作，從而達到防誤操作的目的。電氣邏輯閉鎖結(jié)構(gòu)嚴謹、可靠，但需要接入大量的二次電纜，接線方式較為復(fù)雜，安裝、維護工作量大。此外，同上述2種閉鎖方式一樣，電氣邏輯閉鎖對誤入帶電間隔、接地線的裝設(shè)與拆除等也不起作用。

1.4 微機閉鎖

微機防誤閉鎖裝置是一種采用計算機技術(shù)，防止高壓開關(guān)設(shè)備電氣誤操作的裝置。微機閉鎖的操作規(guī)則程序可按照實際情況，盡可能編寫得詳細具體，不僅能實現(xiàn)開關(guān)、隔離刀閘與接地刀閘之間的閉鎖，還可通過機械掛鎖實現(xiàn)對接地線及網(wǎng)門的防誤閉鎖，一定程度上實現(xiàn)防止帶電掛接地線、帶接地線合隔離刀閘、誤入帶電間隔等功能。此外，當(dāng)一次設(shè)備名稱、編號改變或設(shè)備發(fā)生增減時，只需修改程序即可，維護量小。缺點是相較于傳統(tǒng)閉鎖裝置，微機閉鎖在正式操作前需進行核對性模擬預(yù)演及現(xiàn)場解鎖等，延長了操作時間；由于與監(jiān)控系統(tǒng)通信異常及個別操作人員貪圖方便采用人工對位等原因，存在誤操作風(fēng)險。

2 防誤閉鎖裝置的應(yīng)用

某電站微機防誤閉鎖裝置采用珠海共創(chuàng)電力安全技術(shù)股份有限公司的FY-2000型微機防誤系統(tǒng)，其作為監(jiān)控系統(tǒng)（RTU）的一個重要組成部分，與監(jiān)控系統(tǒng)實時通信，并共享監(jiān)控系統(tǒng)的變電站遙信采集數(shù)據(jù)信息。如圖1所示，該系統(tǒng)主要由后臺管理機、防誤主機、電腦鑰匙、機械編碼鎖組成。在進行電氣倒閘操作時，利用電腦程序?qū)⒛M通過的操作步驟傳輸?shù)诫娔X鑰匙上，由電腦鑰匙依次對設(shè)備進行開鎖操作，并具備語音及液晶顯示方式對錯誤操作進行警示，實現(xiàn)邏輯閉鎖功能。

根據(jù)不同閉鎖裝置的特點，該電站在實際應(yīng)用中以微機閉鎖為主要防誤手段，并配備必要的機械閉鎖、電磁閉鎖和電氣邏輯閉鎖，實現(xiàn)幾種閉鎖裝置的優(yōu)勢互補，達到更加可靠防誤操作的目的。

圖1 某電站FY-2000微機防誤系統(tǒng)示意

2.1 機械閉鎖的配置

（1） 220 kV系統(tǒng)隔離刀閘與接地刀閘間裝設(shè)機械閉鎖裝置，在機械行程的特定部位，形成“擋”和“卡”的制動關(guān)系以保證操作順序的正確性。

（2） 左、右端10 kV開關(guān)柜開關(guān)、隔離刀閘與接地刀閘間設(shè)機械閉鎖，開關(guān)在合閘時，隔離刀閘、接地刀閘操作孔無法打開；隔離刀閘合上，接地刀閘操作孔也無法打開。只有當(dāng)隔離刀閘操作到位，并抽出操作手柄后才可操作開關(guān)。此外，對于右端10 kV開關(guān)柜進出線柜柜門，只有當(dāng)接地刀閘合上，鎖桿向上抬起時方可打開。

（3） 400 V手車或抽屜式開關(guān)未到試驗或工作位置時，由聯(lián)鎖裝置扣住合閘軸上的銷子，防止開關(guān)合閘；合閘后由連鎖裝置滾輪壓住推進機構(gòu)鎖板，同時操作搖柄插孔也無法打開，或?qū)⑦B鎖裝置鎖桿彈出限制鎖定機構(gòu)把手的轉(zhuǎn)動，使手車無法移動。

2.2 電磁閉鎖的配置

按照電磁閉鎖的特點，其主要應(yīng)用于刀閘操動機構(gòu)、封閉高壓設(shè)備柜門等處。如在該電站220 kV開關(guān)站水越Ⅱ線出線隔離刀閘2233與線路接地刀閘2236丁操動機構(gòu)間閉鎖的應(yīng)用。利用2233隔離刀閘常閉輔助接點2233QS、線路電壓互感器二次空開QA2、線路有電閉鎖繼電器KL常閉接點與裝設(shè)在2236丁接地刀閘操作機構(gòu)上的電磁鎖構(gòu)成回路。當(dāng)2233隔離刀閘斷開，QA2在合位且線路檢定無壓時，方能打開電磁鎖進行合接地刀閘操作。線路2236丁接地刀閘電磁閉鎖如圖2所示。

圖2 某電站2236丁線路接地刀閘電磁閉鎖回路

2.3 電氣邏輯閉鎖的配置

加裝電氣邏輯閉鎖主要以防止發(fā)生帶負荷拉合隔離刀閘、帶接地刀閘合開關(guān)（隔離刀閘）、帶電合接地刀閘為主。當(dāng)微機閉鎖發(fā)生故障時，電氣閉鎖就成了防止人為誤操作的一道可靠后備防線。

2.3.1 防止帶負荷拉合隔離刀閘

在隔離刀閘的操作回路中，接入相應(yīng)開關(guān)的常閉輔助接點，當(dāng)開關(guān)在分閘狀態(tài)時，才能操作隔離刀閘。

2.3.2 防止帶接地刀閘合隔離刀閘

在隔離刀閘操作回路中接入相應(yīng)接地刀閘的常閉輔助接點，當(dāng)接地刀閘在分閘狀態(tài)時，才能操作隔離刀閘。

2.3.3 防止帶電合接地刀閘

在接地刀閘的操作回路中接入開關(guān)、隔離刀閘的常閉輔助接點，當(dāng)開關(guān)、隔離刀閘在分位時，才能操作接地刀閘。圖3為該電站1號機變單元接線，在1號主變低壓側(cè)6016甲接地刀閘合閘的操作回路中，接入601開關(guān)、6011，6081，2213隔離刀閘的常閉輔助接點。6016甲接地刀閘合閘回路如圖4所示。

2.4 微機閉鎖的邏輯

2.4.1 操作閉鎖邏輯

設(shè)計原則：從人身安全和該電站實際需求等方面考慮，確定基本的閉鎖原則為隔離刀閘與開關(guān)間具有閉鎖關(guān)系，隔離刀閘和接地刀閘（接地線）之間具有閉鎖關(guān)系，網(wǎng)門的閉鎖邏輯受該間隔刀閘位置狀態(tài)閉鎖。特殊情況下的操作邏輯若與正常的操作邏輯沖突，如開關(guān)拒跳，需拉開兩側(cè)隔離刀閘時，就需要用萬能鑰匙對其進行解鎖操作。

圖3 某電站1號機變單元接線

圖4 某電站6016甲接地刀閘合閘回路

下面以較為常用的3/2接線方式為例，來說明對設(shè)備進行操作時應(yīng)遵循的一些基本操作邏輯。

2.4.1.1 開關(guān)操作邏輯

在實際工作中，除了正常停、送電操作（此時，開關(guān)兩側(cè)隔離刀閘在合，接地刀閘在分）需對開關(guān)進行分、合外，還存在大量停電檢修時（開關(guān)兩側(cè)隔離刀閘在分，接地刀閘在合）需對開關(guān)進行分、合試驗的情況。因此，對開關(guān)的操作不做任何邏輯限制，只需在防誤主機上進行模擬操作。

2.4.1.2 隔離刀閘操作邏輯

（1） 與母線相關(guān)聯(lián)的隔離刀閘合閘。需與其串聯(lián)的開關(guān)、母線接地刀閘及串聯(lián)開關(guān)母線側(cè)接地刀閘均在分位。

（2） 與進出線相關(guān)聯(lián)的隔離刀閘合閘。需串聯(lián)開關(guān)、與串聯(lián)開關(guān)間接地刀閘及與線路（主變）側(cè)隔離刀閘間的接地刀閘均在分位。

（3） 為防止發(fā)生弧光短路，減小停電范圍，母線側(cè)隔離刀閘與線路側(cè)隔離刀閘按下列原則操作：須先拉開線路側(cè)隔離刀閘，后拉開母線側(cè)隔離開關(guān)；在合上操作中，須先合上母線側(cè)隔離刀閘，后合上線路側(cè)隔離刀閘。

（4） 進出線隔離刀閘合閘。需串聯(lián)開關(guān)及該隔離刀閘兩側(cè)引線上所有接地刀閘在分位。

2.4.1.3 接地刀閘合閘操作邏輯

（1） 開關(guān)兩側(cè)接地刀閘。需串聯(lián)開關(guān)兩側(cè)隔離刀閘在分位。

（2） 進出線側(cè)接地刀閘。需該接地刀閘兩側(cè)所有隔離刀閘在分位。

（3） 母線接地刀閘。需連接在母線上的所有隔離刀閘均在分位。

2.4.1.4 打開柜（網(wǎng)）門操作邏輯

對于裝設(shè)柜（網(wǎng)）門的間隔，機械掛鎖的開鎖邏輯為：該間隔內(nèi)隔離刀閘為分位。

2.4.1.5 接地線操作邏輯

裝設(shè)接地線按照先打開接地線存放位置接地端掛鎖取接地線，再打開設(shè)備網(wǎng)門，最后打開接地樁掛鎖裝設(shè)接地線的操作邏輯進行設(shè)計，恢復(fù)時順序相反。

2.4.2 鎖具安裝

微機閉鎖和其他閉鎖的一個不同之處在于，其在設(shè)備操作回路中加裝了鎖具，在對設(shè)備操作前均需開鎖。該電站采用機械掛鎖與閉鎖盒2種鎖具。

2.4.2.1 開關(guān)鎖具安裝位置

在開關(guān)控制箱操作把手處裝閉鎖盒或在操作回路箱門處裝機械掛鎖。

2.4.2.2 隔離刀閘、接地刀閘鎖具安裝位置

（1） 電動操作。對于隔離刀閘、接地刀閘的操作裝置，在操作箱內(nèi)帶電氣閉鎖功能的，鎖具設(shè)計為在操作把手上裝閉鎖盒，實現(xiàn)對隔離開關(guān)、接地刀閘微機閉鎖和電氣閉鎖的雙保險。

（2） 手動操作。需對隔離刀閘、接地刀閘進行純手動操作時，依靠安裝在現(xiàn)地手動操作機構(gòu)箱上的機械掛鎖實現(xiàn)防誤閉鎖。

2.4.2.3 接地線、柜（網(wǎng)）門鎖具安裝位置

對于接地線上的鎖具，在接地線存放點及現(xiàn)地接地樁上裝設(shè)機械掛鎖；對于裝設(shè)柜（網(wǎng)）門的間隔，在柜（網(wǎng)）門上加裝機械掛鎖。

3 防誤閉鎖裝置解鎖規(guī)范化管理

3.1 特殊情況解鎖的規(guī)定

當(dāng)發(fā)生下列某種情況時，才能用萬能鑰匙對設(shè)備進行解鎖操作。

（1） 防誤裝置及電氣設(shè)備出現(xiàn)異常，要求個別步驟解鎖操作。

（2） 運行操作中防誤裝置發(fā)生異常，并確認操作無誤。

（3） 需打開帶電設(shè)備的網(wǎng)門、柜門讓專業(yè)人員進行帶電檢測工作，如熱紅外測溫等，且事先已辦理電氣第二種工作票并做好安全措施者。

（4） 遇到危及人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全且確需解鎖的緊急情況。

其中，第1，2點必須履行解鎖審批制度。

3.2 解鎖的執(zhí)行管理

（1） 微機防誤萬能鑰匙及電磁鎖解鎖鑰匙應(yīng)存放在明顯位置的專門鑰匙盒內(nèi)，由運行值長負責(zé)保管，供緊急或特殊情況時使用。

（2） 對于必須履行審批制度的情況，應(yīng)由防誤裝置運行管理專職到現(xiàn)場核實無誤，確認需要解鎖操作，并在解鎖鑰匙使用記錄本上簽名批準后，由值班員報告當(dāng)班值長，省調(diào)管轄設(shè)備還應(yīng)由當(dāng)班值長報告省調(diào)當(dāng)值調(diào)度員后，方可解鎖操作。如防誤裝置運行管理專職確實無法到達現(xiàn)場，則運行部門當(dāng)日值班負責(zé)人應(yīng)到現(xiàn)場替代防誤裝置運行管理專職履行其職責(zé)，并報各單位當(dāng)日值班負責(zé)人同意后，方可進行解鎖操作。以上解鎖操作過程中必須實行雙重監(jiān)護。使用解鎖鑰匙均需記錄使用原因、日期、時間、使用人及批準人姓名。

（3） 對于特殊情況需解鎖的檢修工作，由當(dāng)班值長和防誤裝置運行管理專職批準后進行現(xiàn)場解鎖操作。檢修工作應(yīng)在值班人員監(jiān)護下進行，在解鎖鑰匙使用記錄本上做好相關(guān)記錄，并由防誤裝置運行管理專職簽名。

（4） 對于危及人身、電網(wǎng)和設(shè)備安全且確需解鎖的緊急情況，可由當(dāng)班值長下令緊急使用解鎖鑰匙，但事后應(yīng)匯報，并在解鎖鑰匙使用記錄本上補填記錄、簽名。

（5） 任何情況下使用萬能鑰匙解鎖，都應(yīng)由運行值班人員親自操作，嚴禁將萬能鑰匙借給檢修人員或其他人員使用。

4 結(jié)束語

防誤閉鎖作為有效解決人為誤操作的方法，是確保電力系統(tǒng)正常運行不可或缺的一部分。針對目前常用的4種防誤閉鎖裝置，指出了各自的優(yōu)勢和不足，并結(jié)合其在某電站的配置和設(shè)計，從技術(shù)層面對如何充分發(fā)揮各種閉鎖裝置的效用進行了分析，從管理層面詳細說明了解鎖鑰匙的安全使用標準，最大限度地減少人為誤操作，以達到全面“五防”的要求。

參考文獻：

1 林 繁，何有良，王 杰，等.淺談各類防誤閉鎖裝置的優(yōu)缺點及其在紫坪鋪電廠的應(yīng)用［J］.四川水力發(fā)電，2009，28（3）：37.

2 朱維政.微機防誤閉鎖裝置在設(shè)計、安裝調(diào)試應(yīng)用中的若干問題［J］.電力安全技術(shù)，2000，2（2）：25-27.

收稿日期：2015-10-08；修回日期：2016-01-26。

作者簡介：

鄭蔭欽（1987-），男，助理工程師，主要從事大型水電廠發(fā)電運行工作，email：zgdlh6080@sina.com。

朱光地（1971-），男，高級工程師，主要從事公司安全監(jiān)督及防誤工作。