淺談電氣二次防誤閉鎖與微機防誤閉鎖共同運行的必要性

摘要:近年來，一些改造的變電站和新建的變電站在設(shè)計、施工過程中舍棄了傳統(tǒng)的電氣二次防誤閉鎖措施，采用了現(xiàn)代的微機防誤閉鎖裝置作為電氣操作的唯一防誤措施。本文通過分析電氣誤操作的原因，防誤裝置的構(gòu)成和原理，以及對電氣二次防誤閉鎖與微機防誤閉鎖技術(shù)的比較，提出了“電氣防誤閉鎖與微機防誤閉鎖共同運行的必要性”的見解。

關(guān)鍵字:電氣誤操作電氣二次聯(lián)鎖微機防誤閉鎖共同運行

1.前言

《電業(yè)安全生產(chǎn)規(guī)程》和1990年能源安保[1990] 1110號文提出了電氣設(shè)備”五防”的要求，其中明確規(guī)定110 kV及以上電壓等級的電氣設(shè)備應(yīng)優(yōu)先采用電氣防誤聯(lián)鎖的設(shè)計原則。所以在操作二次回路上設(shè)置電氣閉鎖已成為防止人為誤操作等事故發(fā)生的有效且可行的手段。近幾年來，隨著微機防誤閉鎖系統(tǒng)的廣泛運用，許多老式防誤閉鎖的變電站也在進行微機防誤閉鎖系統(tǒng)的加裝或改造，取得了良好的效果。那么新建變電站在配置了微機防誤閉鎖系統(tǒng)后， 是否可考慮不再設(shè)計電氣二次回路閉鎖了呢?

2.誤操作事故原因的分析

從誤操作的過程來看，人為誤操作由三個部分組成，即運行值班人員、檢修人員以及其它人員的誤操作造成。還有因操作二次回路絕緣損壞，造成的惡性事故。誤操作事故將造成電氣設(shè)備的損壞、人身的傷亡和系統(tǒng)穩(wěn)定的破壞，尤其以惡性誤操作危害為甚。惡性電氣誤操作是指:誤分(合)斷路器、帶負荷拉(合)隔離開關(guān)、帶電掛(合)接地線(接地開關(guān))、帶接地線(接地開關(guān))合斷路器(隔離開關(guān))、誤入帶電間隔。惡性誤操作的危害如此之大，必須引起我們足夠的重視，采用完善的防誤設(shè)施便是防止誤操作的重要手段。

3. 防誤裝置的構(gòu)成和原理

(1)微機防誤閉鎖系統(tǒng)是一種采用計算機技術(shù)，用于高壓開關(guān)設(shè)備防止電氣誤操作的裝置，主要由主機、模擬屏、電腦鑰匙、機械編碼鎖、電氣編碼鎖等功能元件組成。它根據(jù)電力系統(tǒng)對倒閘操作的“五防”要求和現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)，按照倒閘規(guī)則進行判斷、推理，開出完全實用的操作項目的倒閘操作票。然后用戶將接收到正確操作票的電腦鑰匙，到現(xiàn)場對開關(guān)、刀閘、臨時接地點、遮攔網(wǎng)門(開關(guān)柜門)等進行倒閘操作，主要由軟件編寫操作閉鎖規(guī)則程序來實現(xiàn)閉鎖，是用于防止電力系統(tǒng)電氣誤操作事故的一種新型閉鎖裝置。

(2)電氣防誤操作是建立在二次操作回路上的一種防誤功能，一般通過二次電纜將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的輔助接點，串入二次操作回路來實現(xiàn)相互閉鎖的。主要有斷路器閉鎖隔離開關(guān)、隔離開關(guān)與斷路器側(cè)接地開關(guān)相互閉鎖、線路隔離開關(guān)與線路接地開關(guān)相互閉鎖、母線隔離開關(guān)與母線接地開關(guān)相互閉鎖等。

4.傳統(tǒng)電氣二次防誤閉鎖與現(xiàn)代微機防誤閉鎖技術(shù)分析

微機防誤閉鎖系統(tǒng)與傳統(tǒng)電氣二次防誤閉鎖技術(shù)比較，主要有以下幾點區(qū)別:

(1)電氣二次防誤閉鎖回路是一種現(xiàn)場電氣聯(lián)鎖技術(shù)， 主要通過相關(guān)設(shè)備的輔助接點連接來實現(xiàn)閉鎖。

優(yōu)點:電氣閉鎖形式簡單、閉鎖可靠。

缺點:①這種方閉鎖方式需要接入大量的二次電纜，接線電氣閉鎖回路一般只能防止斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)的誤操作，對誤入帶電間隔、接地線的掛接(拆除)等則無能為力，不能實現(xiàn)完整的”五防”功能;

②方式較為復(fù)雜，運行維護較為困難，特別是舊站改造，將給施工帶來很大困難，易留下安全隱患;

③斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)的輔助接點工作較不可靠，易出現(xiàn)接點切換故障。

(2)微機防誤閉鎖系統(tǒng)一般不直接采用現(xiàn)場設(shè)備的輔助接點，接線簡單，通過防誤閉鎖系統(tǒng)、微機軟件規(guī)則庫和現(xiàn)場鎖具來實現(xiàn)防誤閉鎖，是防止運行人員誤操作事故的一種積極措施。

優(yōu)點:能根據(jù)現(xiàn)場實際情況，編寫相應(yīng)的”五防”規(guī)則程序，可以實現(xiàn)較為完整的”五防”功能和杜絕不正常的操作行為(易引發(fā)惡性事故)的發(fā)生。

缺點:①它是在微機(或模擬屏的單片機)上實現(xiàn)的，是虛擬的。它只能滿足運行值班人員的操作要求，并不能完全解決檢修人員和其它原因的誤操作問題;

②它在微機系統(tǒng)故障而解除閉鎖時，”五防”功能則完全失去;電動操作的隔離開關(guān)和接地開關(guān)的二次操作回路絕緣破壞還極易導(dǎo)致開關(guān)的誤拉和誤合，這也都是微機防誤閉鎖系統(tǒng)無法解決的。

5. 完善的防誤解決方案

從以上的分析和比較可知，片面地認為電氣閉鎖回路可靠和不可靠，認為微機防誤閉鎖系統(tǒng)萬能，可以徹底取消電氣二次閉鎖回路，都是不可取的。電氣二次閉鎖回路是電力系統(tǒng)發(fā)展過程中經(jīng)過不斷完善、總結(jié)和發(fā)展起來的一套行之有效的防誤閉鎖方法，實現(xiàn)起來方便、可靠;但加入防誤閉鎖的二次回路較復(fù)雜，間隔多的大型變電站實現(xiàn)起來需要耗費大量電纜，且在運行中存在開關(guān)輔助接點工作不可靠、戶外電磁鎖機構(gòu)易損壞等問題，再者其防誤功能隨二次接線而定，不易增加和修改，不能實現(xiàn)完全的“微機五防”功能，在檢修、試驗過程中，這時的試分合是由檢修人員執(zhí)行，在不能依賴微機防誤閉鎖裝置的前提下，電氣二次回路閉鎖就成了最后一道防線。而微機防誤閉鎖系統(tǒng)通過軟件將現(xiàn)場大量的二次閉鎖回路和操作行為變?yōu)殡娔X中的”五防”閉鎖規(guī)則庫，實現(xiàn)了防誤閉鎖的數(shù)字化，并可以實現(xiàn)以往不能實現(xiàn)或者是很難實現(xiàn)的防誤功能，應(yīng)該說是電氣設(shè)備防誤閉鎖技術(shù)的最新技術(shù)和飛躍。但微機防誤閉鎖系統(tǒng)的漏洞和其致命的弱點在于”五防”功能以操作邏輯為核心，對于無票操作和誤碰誤動(主要是檢修人員)及二次絕緣破壞等造成的誤操作則有可能無法防止。通過分析傳統(tǒng)電氣二次閉鎖回路和現(xiàn)代微機防誤閉鎖系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點，我們可以這么說:單純采用這兩種閉鎖措施中的任何一種，都是不完善的、易造成誤操作事故的，兩者只能有機結(jié)合，才能更好更可靠地實現(xiàn)防誤操作。可對于新建和改造的變電站，我們建議采用的”五防”閉鎖系統(tǒng)方案如下:

方案一:對于站內(nèi)所有斷路器和隔離開關(guān)的位置均為實遙信，且微機防誤閉鎖系統(tǒng)與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)共享一個數(shù)據(jù)庫的，可以考慮不設(shè)計或取消電氣二次回路閉鎖，所有防誤功能均由微機”五防”系統(tǒng)獨立完成，且要求微機防誤閉鎖系統(tǒng)有”防空程”措施。

方案二:對于站內(nèi)所有斷路器和隔離開關(guān)的位置均為虛遙信，且微機防誤閉鎖系統(tǒng)與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)共享一個數(shù)據(jù)庫的，可以考慮部分不設(shè)計或部分取消電氣二次回路閉鎖(主要是指接地開關(guān)電磁鎖和綜合閉鎖)，但其余部分均加裝電氣二次回路閉鎖，防誤功能由微機防誤閉鎖系統(tǒng)和間隔電氣二次閉鎖回路共同完成，也要求微機防誤閉鎖系統(tǒng)有”防空程”措施。

方案三:無論站內(nèi)所有斷路器和隔離開關(guān)的位置為虛遙信還是實遙信，也無論微機防誤閉鎖與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)是否共享一個數(shù)據(jù)庫，不設(shè)計或取消電氣二次回路閉鎖，但在電動操作的開關(guān)或接地開關(guān)機構(gòu)箱的操作電源回路中加入微機防誤閉鎖系統(tǒng)的強制接點，防誤功能由微機防誤閉鎖系統(tǒng)獨立完成，并要求微機五防系統(tǒng)有”防空程”措施。

6. 結(jié)論

隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，變電站自動化技術(shù)對電氣\"五防\"系統(tǒng)的要求進一步提高，傳統(tǒng)電氣防誤閉鎖方式已不能滿足要求，而作為變電站綜合自動化運用發(fā)展方向的微機防誤閉鎖系統(tǒng)，在功能方面還有待進一步完善和提高。從目前的運行情況來看，為了安全可靠起見，在大力推廣應(yīng)用微機防誤閉鎖系統(tǒng)的同時，適度保留間隔的電氣二次閉鎖回路或?qū)⑽C防誤閉鎖系統(tǒng)接點引入到電動操作回路中而實現(xiàn)電氣二次防誤閉鎖與微機防誤閉鎖共同運行，應(yīng)該是比較全面有效的防誤閉鎖措施。

參考文獻:

[1]《微機型防止電氣誤操作裝置-通用技術(shù)條件》.

[2]《能源安保[1990] 1110號文件》.

[3]《防止電氣誤操作事故管理規(guī)定》.

[4]《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》.