隔離閉鎖功能在防誤閉鎖系統(tǒng)中的應(yīng)用

李翔宇，李長根，許 準(zhǔn)，李 珅

（國網(wǎng)新源控股有限公司北京十三陵蓄能電廠，北京 102200）

0 引言

電力生產(chǎn)中，為確保人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全，避免各類誤操作事故的發(fā)生，必須采取防誤閉鎖措施，其中在電力生產(chǎn)現(xiàn)場安裝防誤閉鎖裝置是防誤閉鎖措施實(shí)現(xiàn)的重要手段[1]。

在水電廠中，當(dāng)有設(shè)備要進(jìn)行檢修時(shí)，相關(guān)運(yùn)行人員須對檢修設(shè)備進(jìn)行隔離操作，以切斷該設(shè)備的高壓電、高壓氣、高壓水等各種危險(xiǎn)源的來路，最終將指定檢修設(shè)備與其他運(yùn)行設(shè)備設(shè)施隔離出來，確保檢修工作中人身、電網(wǎng)、設(shè)備的安全[2]。當(dāng)同一工期內(nèi)有多個(gè)工作面或多支隊(duì)伍同時(shí)施工時(shí)，為保證檢修設(shè)備的隔離措施不被破壞，要對變更后的設(shè)備加掛鎖具或其他閉鎖工具，同時(shí)懸掛相關(guān)標(biāo)識(shí)牌指明設(shè)備隔離的范圍。

防誤閉鎖系統(tǒng)裝置是以“五防”為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)的[3]。為防止工作人員發(fā)生誤操作，防誤閉鎖系統(tǒng)目前具備對設(shè)備單一操作流程、操作回路、操作位置等進(jìn)行閉鎖和提示的功能[2-5]，而未考慮到在設(shè)備檢修中的多設(shè)備間隔離措施的閉鎖關(guān)系。

本文將一種隔離閉鎖功能應(yīng)用于防誤閉鎖系統(tǒng)中，該功能首先對不同檢修隔離措施進(jìn)行劃分，然后通過對不同檢修隔離的逐步授權(quán)實(shí)現(xiàn)在設(shè)備檢修中的多設(shè)備間隔離措施的閉鎖功能。

1 檢修隔離措施的劃分

電廠運(yùn)行人員對檢修設(shè)備所做的隔離操作，可以根據(jù)措施內(nèi)容以及涉及保護(hù)范圍的不同，劃分為單一措施、措施鏈和檢修隔離區(qū)3類。單一措施是指對現(xiàn)場設(shè)備的單一步驟的隔離措施。例如，斷路器、隔離開關(guān)的分合，地線的掛接等。措施鏈?zhǔn)怯蓡我淮胧┌凑找欢樞蛳群笸瓿傻囊幌盗懈綦x措施，這些單一措施之間在防誤閉鎖系統(tǒng)里具有一定的閉鎖關(guān)系。例如，切斷一條線路供電，需斷開線路的斷路器，再按順序斷開兩側(cè)的隔離開關(guān)。檢修隔離區(qū)是指滿足單個(gè)設(shè)備安全檢修條件的最小措施范圍，通常由多個(gè)措施鏈構(gòu)成。

單一措施、措施鏈和檢修隔離區(qū)的基本關(guān)系如圖1所示。

圖1 單一措施、措施鏈和檢修隔離區(qū)基本關(guān)系

在水電廠中往往存在著多個(gè)工作面同時(shí)交叉進(jìn)行的現(xiàn)象，導(dǎo)致對不同設(shè)備的措施范圍間的隔離措施互相重疊，在這種情況下必須保證每一項(xiàng)檢修任務(wù)的安全性和其隔離措施的完整性，有效地保證每項(xiàng)檢修任務(wù)對應(yīng)的隔離措施尤其是與其他任務(wù)交叉重疊部分不被破壞。

2 防誤系統(tǒng)的檢修隔離功能

當(dāng)前廣泛應(yīng)用在電力現(xiàn)場的防誤閉鎖裝置由微機(jī)防誤閉鎖裝置、電氣防誤閉鎖、電磁閉鎖裝置、機(jī)械閉鎖裝置等組成[6]。防誤系統(tǒng)的基本工作流程如圖2所示：水電廠運(yùn)行人員在防誤主機(jī)上對檢修隔離任務(wù)的隔離措施在防誤軟件上進(jìn)行模擬操作，將模擬好的檢修隔離任務(wù)通過傳輸適配器傳到電腦鑰匙上。隨后運(yùn)行人員進(jìn)行現(xiàn)場的隔離操作，操作每一步對設(shè)備名稱和狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)對位后使用電腦鑰匙解鎖設(shè)備的五防鎖具及智能鎖具，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)防誤閉鎖的功能。最后操作任務(wù)完畢后，將變更后的設(shè)備狀態(tài)傳輸?shù)椒勒`系統(tǒng)中。

圖2 防誤系統(tǒng)基本工作原理

為實(shí)現(xiàn)設(shè)備檢修中的多設(shè)備間隔離措施的閉鎖功能，在原有的綜合防誤系統(tǒng)中加入了檢修隔離授權(quán)功能。當(dāng)多項(xiàng)任務(wù)對應(yīng)的檢修隔離區(qū)存在措施重疊的部分時(shí)，將這幾項(xiàng)檢修任務(wù)合并為一個(gè)總的檢修任務(wù)，并對該任務(wù)設(shè)立相應(yīng)的措施范圍，即措施范圍需要滿足在該范圍內(nèi)所有設(shè)備的安全檢修要求。將總的檢修隔離任務(wù)的隔離措施在防誤主機(jī)的防誤系統(tǒng)中進(jìn)行模擬，通過傳輸適配器傳輸?shù)诫娔X鑰匙上，運(yùn)行人員在隔離操作過程中用電腦鑰匙進(jìn)行實(shí)時(shí)對位、解鎖，將變更后的設(shè)備狀態(tài)傳輸?shù)椒勒`系統(tǒng)中，所有的操作任務(wù)完成后，總檢修任務(wù)的措施范圍也在防誤系統(tǒng)中初步建立起來。

當(dāng)現(xiàn)場分別進(jìn)行單個(gè)任務(wù)檢修時(shí)，運(yùn)行人員在確認(rèn)所做措施滿足該設(shè)備安全檢修要求并檢查相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)變更與措施要求一致后，在綜合防誤系統(tǒng)的防誤主機(jī)上對該任務(wù)模擬掛牌生成對應(yīng)的檢修隔離區(qū)，并將信息傳遞到檢修隔離管理器的檢修隔離授權(quán)鑰匙上，交由相關(guān)檢修人員保管，待檢修任務(wù)完成后由檢修人員將檢修隔離授權(quán)鑰匙交還，待檢修隔離授權(quán)鑰匙插入到檢修隔離管理器原來的位置上，防誤主機(jī)上對應(yīng)的檢修隔離區(qū)在系統(tǒng)里清除，表示該任務(wù)已經(jīng)完成。通過電腦鑰匙建立的檢修措施范圍與通過檢修隔離授權(quán)系統(tǒng)建立的檢修隔離區(qū)通過標(biāo)識(shí)牌等構(gòu)成相互閉鎖，只有當(dāng)范圍內(nèi)所有檢修隔離牌交還在系統(tǒng)中清除后，設(shè)立的總的措施范圍的安全措施才能恢復(fù)。

圖3 防誤系統(tǒng)檢修嗝離建立示意圖

在水電廠日常的檢修工作中通常存在著同一工期內(nèi)有多個(gè)工作面或多支隊(duì)伍同時(shí)施工的情況，該情況下就會(huì)伴隨著多個(gè)措施范圍內(nèi)措施鏈重合的問題，為了保證各檢修任務(wù)的人員安全，在各項(xiàng)任務(wù)開始進(jìn)行之前均需運(yùn)行人員對重復(fù)措施進(jìn)行反復(fù)掛牌[6,7]，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。當(dāng)采用現(xiàn)地重復(fù)掛牌的方法來隔離各項(xiàng)檢修任務(wù)的安全范圍時(shí)，對于多項(xiàng)任務(wù)共用的措施鏈往往由于掛牌數(shù)量過多，出現(xiàn)標(biāo)示牌丟失、混亂的問題，進(jìn)而導(dǎo)致在其中一項(xiàng)檢修任務(wù)完成后恢復(fù)措施時(shí)誤將一些還未完成檢修任務(wù)共用的措施鏈恢復(fù)，致使未完成的檢修任務(wù)的安全范圍被破壞，檢修人員的人身安全受到威脅。而采用本文提到的綜合防誤閉鎖系統(tǒng)，通過不同檢修隔離措施的劃分，同時(shí)加入檢修隔離授權(quán)功能，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)備檢修中的多設(shè)備間隔離措施的閉鎖功能，避免了以上情況的發(fā)生。

3 實(shí)例分析

對某抽水蓄能電廠在防誤閉鎖系統(tǒng)中應(yīng)用隔離閉鎖功能后其安全保障性進(jìn)行分析。以該電廠在4號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修期間對電氣一次設(shè)備進(jìn)行的部分工作任務(wù)為例，分析該功能對電廠A修期間工作任務(wù)的安全性和高效性。

由于在本次A級(jí)檢修期間，4號(hào)發(fā)電電動(dòng)機(jī)電氣設(shè)備A級(jí)檢修、4號(hào)主變壓器A級(jí)檢修、4號(hào)機(jī)組封閉母線電氣一次設(shè)備A級(jí)檢修、4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)電氣一次設(shè)備A級(jí)檢修中任務(wù)重疊的單一措施較多，故將這些檢修任務(wù)的隔離措施劃分為同一個(gè)檢修隔離區(qū)，該檢修隔離區(qū)包含的相關(guān)措施在表1中列出：

表1 4號(hào)發(fā)電電動(dòng)機(jī)電氣設(shè)備A級(jí)檢修隔離措施

表2 其他工作任務(wù)檢修隔離措施（表中檢修措施以表1中措施對應(yīng)的序號(hào)代替）

以上工作任務(wù)的開始結(jié)束時(shí)間也不盡相同，具體時(shí)間如表4所示：

表4 A級(jí)檢修期間部分工作任務(wù)進(jìn)度

圖4 電廠A級(jí)檢修部分任務(wù)進(jìn)度表

3.1 隔離閉鎖功能的安全性

從以上的列表中可以看出，4號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修期間的多數(shù)工作任務(wù)存在著措施鏈重疊，且同一時(shí)間不同工作面交叉作業(yè)的復(fù)雜性問題。傳統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)中，對每一項(xiàng)工作任務(wù)單獨(dú)進(jìn)行措施隔離，無法有效地對不同工作任務(wù)措施恢復(fù)順序進(jìn)行閉鎖，通常是運(yùn)行人員依據(jù)設(shè)備上懸掛不同種類標(biāo)識(shí)牌的數(shù)量來判斷當(dāng)前正在進(jìn)行的檢修任務(wù)。這樣現(xiàn)場易造成標(biāo)示牌丟失、混亂的情況，從而導(dǎo)致在部分工作任務(wù)完成后，運(yùn)行人員提前恢復(fù)部分設(shè)備的隔離措施，破壞了與之相關(guān)的工作任務(wù)安全范圍，甚至發(fā)生人身傷害和設(shè)備損害的事故。

使用該套綜合防誤系統(tǒng)后，運(yùn)行人員和檢修人員之間通過檢修隔離牌來實(shí)現(xiàn)對同一個(gè)檢修隔離區(qū)內(nèi)的多個(gè)工作任務(wù)之間的閉鎖，只有在所有任務(wù)檢修完成后才能對該檢修隔離區(qū)進(jìn)行隔離措施的恢復(fù)，保證了該檢修隔離區(qū)內(nèi)全部工作任務(wù)檢修的安全可靠性。

3.2 隔離閉鎖功能的高效性

在表1～表3中可以發(fā)現(xiàn)4號(hào)主變壓器A級(jí)檢修、4號(hào)機(jī)組封閉母線電氣一次設(shè)備A級(jí)檢修、4號(hào)機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)電氣一次設(shè)備A級(jí)檢修與4號(hào)發(fā)電電動(dòng)機(jī)電氣設(shè)備A級(jí)檢修的隔離措施基本重合。選取4號(hào)發(fā)電電動(dòng)機(jī)電氣設(shè)備A級(jí)檢修的隔離措施作為該檢修隔離區(qū)的隔離措施，運(yùn)行人員只需在現(xiàn)場完成一次隔離操作即可，后續(xù)確定設(shè)備狀態(tài)與措施要求一致后，只需要根據(jù)不同的工作任務(wù)在防誤主機(jī)上完成相應(yīng)的掛牌隔離工作，從而節(jié)省了一定的人力物力，提高了運(yùn)行人員和檢修人員的工作效率。

表3 工作任務(wù)掛接地線位置

4 小結(jié)

為滿足電網(wǎng)需求，提高檢修工作的效率，水電廠日常的檢修工作中通常存在著同一工期內(nèi)有多個(gè)工作面或多支隊(duì)伍同時(shí)施工的情況，因此防誤閉鎖系統(tǒng)除了對設(shè)備單一操作流程、操作回路、操作位置等進(jìn)行閉鎖和提示的功能，還應(yīng)加入檢修中的多設(shè)備間隔離措施的閉鎖功能。本文將一種隔離閉鎖功能應(yīng)用于防誤閉鎖系統(tǒng)中，該功能首先對不同檢修隔離措施進(jìn)行劃分，然后通過對不同檢修隔離的逐步授權(quán)實(shí)現(xiàn)在設(shè)備檢修中的多設(shè)備間隔離措施的閉鎖功能。通過分析某抽水蓄能電廠的防誤閉鎖系統(tǒng)添加隔離閉鎖功能后在檢修中的應(yīng)用，證明該功能不僅保證了檢修工作的安全可靠性，也提高了檢修工作的工作效率。在水電廠日常檢修中尤其是在多工作面交叉作業(yè)時(shí)，防誤閉鎖系統(tǒng)隔離閉鎖功能的應(yīng)用效果與檢修范圍的劃分以及工作任務(wù)檢修隔離區(qū)的合并密切相關(guān)，這些工作都依賴于運(yùn)行人員的專業(yè)能力和經(jīng)驗(yàn)積累，有待進(jìn)一步探討。