化工企業(yè)變電站微機(jī)防誤閉鎖裝置的應(yīng)用

宓 偉

（巨化集團(tuán)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部，浙江 衢州 324004）

化工企業(yè)變電站微機(jī)防誤閉鎖裝置的應(yīng)用

宓 偉

（巨化集團(tuán)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部，浙江 衢州 324004）

介紹了微機(jī)防誤閉鎖裝置結(jié)構(gòu)及工作流程，通過(guò)與傳統(tǒng)防誤技術(shù)的比較并結(jié)合化工企業(yè)誤操作事故案例，提出了采用微機(jī)加“五防”邏輯加電腦鑰匙加編碼鎖具的防誤操作模式，以徹底消除傳統(tǒng)防誤裝置閉鎖不全、操作復(fù)雜、安裝繁瑣、可靠性低的缺點(diǎn)，大大提高化工企業(yè)供電的安全可靠性。

微機(jī)防誤閉鎖裝置；變電站；五防

變電站的電氣誤操作可能造成大面積的停電、設(shè)備損壞、人身傷害、甚至引起電網(wǎng)振蕩瓦解等嚴(yán)重后果。為了有效防止運(yùn)行電氣設(shè)備誤操作引起的人身和重大設(shè)備事故，原水利電力部于1990年以法規(guī)形式（能源安保19901110號(hào)）行文規(guī)定了電氣防誤的管理、運(yùn)行、設(shè)計(jì)和使用原則提出了電氣設(shè)備“五防”的要求[1]。“五防”是指：1）防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開(kāi)關(guān)；2）防止誤拉、誤合斷路器；3）防止帶地線(xiàn)或接地閘刀合閘；4）防止帶電掛接線(xiàn)或合接地閘刀；5）防止誤入帶電間隔。

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)使用的防誤閉鎖裝置有多種形式，主要有機(jī)械連鎖、電氣閉鎖、電磁鎖、程序鎖和微機(jī)防誤閉鎖等。隨著防誤閉鎖領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，微機(jī)防誤閉鎖裝置已在電力系統(tǒng)推廣運(yùn)用，成為電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域里的一個(gè)重要分支，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)或者很難實(shí)現(xiàn)的防誤功能，在保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行方面發(fā)揮了積極的作用。

化工企業(yè)變電站對(duì)電力新設(shè)備新技術(shù)認(rèn)知不同、投入不同，目前絕大部分仍然在使用前4種方式的防誤閉鎖裝置，他們的共同缺點(diǎn)是不能滿(mǎn)足全站的閉鎖需求，往往只能閉鎖部分設(shè)備或滿(mǎn)足部分“五防”功能。

1 微機(jī)防誤閉鎖裝置簡(jiǎn)介

微機(jī)防誤閉鎖裝置采用微機(jī)加“五防”邏輯加電腦鑰匙加編碼鎖具的防誤操作模式，徹底消除了傳統(tǒng)防誤裝置閉鎖不全、操作復(fù)雜、安裝繁瑣、可靠性低的缺點(diǎn)，簡(jiǎn)單、方便、可靠。

1.1 結(jié)構(gòu)和工作流程

微機(jī)防誤閉鎖裝置從結(jié)構(gòu)上分為站控層、間隔層、過(guò)程層，由防誤主機(jī)、電腦鑰匙、電腦鑰匙裝置和各類(lèi)鎖具組成，防誤主機(jī)根據(jù)防誤規(guī)則和模擬預(yù)演步驟，生成實(shí)際操作程序，再根據(jù)設(shè)備閉鎖方式的不同采用3種方式進(jìn)行開(kāi)鎖操作：電腦鑰匙開(kāi)鎖，通過(guò)電腦閉鎖控制單元等直接控制智能鎖具開(kāi)鎖，通過(guò)通訊接口對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行監(jiān)控。

運(yùn)行人員按照防誤主機(jī)及電腦鑰匙的提示，依次對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。當(dāng)操作不符合程序時(shí)，設(shè)備拒絕開(kāi)鎖，使操作無(wú)法進(jìn)行，從而防止誤操作的發(fā)生。防誤主機(jī)通過(guò)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)、接收電腦鑰匙的回傳信息，對(duì)當(dāng)前操作進(jìn)行確認(rèn)后，進(jìn)行下一步操作，直到操作任務(wù)完成。

1.2 智能解鎖鑰匙管理

“五防”裝置本身也存在發(fā)生故障無(wú)法正常使用的情況，所以所有的“五防”鎖具都必須配備有萬(wàn)能解鎖鑰匙，以備裝置故障時(shí)，可以通過(guò)萬(wàn)能解鎖鑰匙緊急解開(kāi)需要操作設(shè)備上的“五防”鎖具，不影響實(shí)際操作。而由于傳統(tǒng)的解鎖鑰匙不帶任何防誤手段，即一旦拿解鎖鑰匙操作就不能保證操作的正確性，很有可能由于隨意解閉鎖設(shè)備造成誤操作事故。

針對(duì)解鎖鑰匙管理的重要性，微機(jī)防誤閉鎖裝置在目前市場(chǎng)上主要有智能解鎖鑰匙管理機(jī)、智能解鎖管理系統(tǒng)和智能解鎖鑰匙3種解決方案，通過(guò)技術(shù)手段來(lái)防范解鎖鑰匙濫用問(wèn)題。考慮化工企業(yè)變電站的自身特性，一般建議采用智能解鎖鑰匙，其本身就是“五防”電腦鑰匙，具備完善的正常操作功能和完備的解鎖管理功能，集防誤操作和解鎖管理于一體，減少了設(shè)備，方便了管理和使用。

1.3 與傳統(tǒng)防誤技術(shù)比較

1）電氣防誤閉鎖回路是一種現(xiàn)場(chǎng)連鎖技術(shù)，主要通過(guò)相關(guān)設(shè)備的輔助接點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉鎖。這是電氣閉鎖組最基本的形式，閉鎖可靠，但這種方式需要接入大量的二次光纜，接線(xiàn)方式較為復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)較為困難，機(jī)械閉鎖更是如此；微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)一般不直接采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輔助接點(diǎn)，接線(xiàn)簡(jiǎn)單，通過(guò)微機(jī)防誤系統(tǒng)的規(guī)則庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)鎖具實(shí)現(xiàn)防誤閉鎖。

2）電氣閉鎖回路一般只能防止開(kāi)關(guān)，隔離刀閘和電動(dòng)刀閘的誤操作，對(duì)誤入帶電間隔，接地線(xiàn)的掛接（拆除）等無(wú)能為力，不能實(shí)現(xiàn)完整的“五防”；微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，編寫(xiě)相應(yīng)的“五防”規(guī)則，可以實(shí)現(xiàn)較為完整的“五防”。

3）微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)用內(nèi)部的防誤程序提供正確的防誤方案，從而可以靈活地具有以往“五防”系統(tǒng)的各種功能，還可以有效的防止操作過(guò)程中漏項(xiàng)導(dǎo)致誤操作的問(wèn)題和操作過(guò)程中的設(shè)備變位問(wèn)題。

4）在不同運(yùn)行方式的變化下，微機(jī)五防能夠適應(yīng)不同的要求，這是傳統(tǒng)的五防沒(méi)有辦法做到的。

5）隨著高壓帶電顯示閉鎖裝置的出現(xiàn)，把驗(yàn)電也加入閉鎖中，可有效防止可能造成的事故。

2 化工企業(yè)變電站的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成

集控主站包含主站防誤主機(jī)（PC機(jī)或模擬屏）、通訊適配器、電腦鑰匙等；受控站包含防誤主機(jī)（PC機(jī)或模擬屏）、通訊適配器、電腦鑰匙、鎖具、遙控閉鎖裝置等。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成見(jiàn)圖1。

2.2 操作流程

操作人員在集控站防誤主機(jī)上進(jìn)行模擬預(yù)演操作，形成操作票，通過(guò)集控中心的通信適配器，將操作票傳給電腦鑰匙，操作人員持電腦鑰匙到相應(yīng)的受控站操作；操作完成后，通過(guò)受控站將操作任務(wù)回傳到主站的集控防誤主機(jī)。若有多個(gè)操作，在受控站的操作人員可以通過(guò)受控站的通信適配器接收從主站下傳的操作票，進(jìn)行操作；也可以直接在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行模擬預(yù)演，進(jìn)行操作。如果操作任務(wù)臨時(shí)發(fā)生變化，操作人員可在受控站終止當(dāng)前操作，然后接收主站下傳的操作票進(jìn)行操作；也可以直接在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行模擬預(yù)演，再進(jìn)行操作。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成Fig 1 System structure and composition

2.3 設(shè)備的閉鎖方式

依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司2006年發(fā)布的《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》中防誤閉鎖功能實(shí)現(xiàn)基本原則，在變電站的微機(jī)防誤閉鎖方式的選擇時(shí)，需要根據(jù)設(shè)備的操作方式，提供完備的閉鎖方案，確保設(shè)備在任何地方操作都具備完善的閉鎖措施[2]。

1）臨時(shí)接地線(xiàn)、網(wǎng)門(mén)、柜門(mén)、間隔門(mén)的閉鎖。這類(lèi)設(shè)備通常采用機(jī)械閉鎖的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)閉鎖。由于監(jiān)控系統(tǒng)沒(méi)有采集這些設(shè)備，因此在所有設(shè)備在線(xiàn)的情況下，也可以采用電控鎖的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)閉鎖。

2）隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘等手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的閉鎖。這類(lèi)常規(guī)的手動(dòng)操縱存在設(shè)備操作是否到位的問(wèn)題，所以可以考慮在設(shè)備上增加狀態(tài)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)設(shè)備是否到位，或增加驗(yàn)電器來(lái)檢驗(yàn)線(xiàn)路是否帶電。

3）斷路器、電動(dòng)刀閘等電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的閉鎖。這類(lèi)電動(dòng)操作方式多種多樣，在閉鎖方案設(shè)計(jì)是要注意幾點(diǎn)：遠(yuǎn)方操作（集控中心、主控室）應(yīng)采用遙控閉鎖終端來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣回路強(qiáng)制閉鎖；間隔層操作（匯控柜、端子箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣操作回路，也可采用閉鎖盒將就地操作按鈕罩住實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖；設(shè)備級(jí)操作（電腦鑰匙箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣回路，也可采用機(jī)械編碼鎖閉鎖電腦鑰匙箱門(mén)的方式實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖。

3 非微機(jī)防誤閉鎖裝置誤操作案例

由于傳統(tǒng)防誤閉鎖裝置所存在的固有缺陷，在國(guó)內(nèi)化工企業(yè)內(nèi)發(fā)生電氣誤操作事故的案例較多，以下是國(guó)內(nèi)某化工企業(yè)發(fā)生的電氣誤操作事故案例。

案例1：一總變值班員在操作某35 kV線(xiàn)由副母線(xiàn)運(yùn)行改為冷備用過(guò)程中，強(qiáng)行解鎖誤拉另一35 kV付母線(xiàn)閘刀，造成帶負(fù)荷拉閘事故發(fā)生。事故造成大面積甩負(fù)荷（共甩負(fù)荷198.0 MW），1臺(tái)110 kV主變損毀，電廠機(jī)組解列。

案例2：某公司值班電工在操作6 kV一配一線(xiàn)由冷備用改為開(kāi)關(guān)及線(xiàn)路檢修時(shí)，發(fā)生了帶電合接地閘刀事故。短路沖擊造成處在同一系統(tǒng)運(yùn)行的多單位設(shè)備跳閘。

案例3：自備電廠發(fā)生了6 kV 02#廠用線(xiàn)帶接地閘刀送電短路事故，造成3人不同程度電弧燒傷。同時(shí)造成該電廠出力基本降為0，多單位生產(chǎn)裝置停車(chē)，公司共甩用電負(fù)荷100 MW。

從上列3起誤操作事故是較為典型的帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)、帶電合接地閘刀和帶接地線(xiàn)合閘事故，造成大面積的停電、設(shè)備損壞及人員傷害，雖然這些電氣設(shè)備都有傳統(tǒng)的防誤閉鎖裝置，也有相應(yīng)的操作規(guī)程，但人為因素的存在，還是釀成事故。

若采用微機(jī)防誤閉鎖裝置，則對(duì)案例1，操作人員走錯(cuò)間隔，正常電腦鑰匙無(wú)法解鎖操作，若采用智能解鎖鑰匙現(xiàn)場(chǎng)解鎖，但其違反防誤規(guī)則，主機(jī)依然禁止鑰匙對(duì)設(shè)備進(jìn)行解鎖操作，并給出相關(guān)的錯(cuò)誤操作提示；對(duì)案例2，操作程序發(fā)生錯(cuò)誤，在對(duì)側(cè)線(xiàn)路未改冷備用前，本側(cè)線(xiàn)路接地閘刀無(wú)法用電腦鑰匙解鎖操作；對(duì)案例3，在對(duì)側(cè)線(xiàn)路接地閘刀未拉開(kāi)情況下，本側(cè)開(kāi)關(guān)柜間隔門(mén)由于有電控鎖閉鎖，電編碼鎖閉鎖電氣回路，正常電腦鑰匙無(wú)法解鎖操作。因此，采用微機(jī)防誤閉鎖裝置可以有效防止上述3起事故發(fā)生。

4 結(jié)束語(yǔ)

微機(jī)防誤操作系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)了電力系統(tǒng)多年的實(shí)踐驗(yàn)證，已經(jīng)證明是電力防誤操作最合適的技術(shù)。針對(duì)化工企業(yè)變電站，只需按微機(jī)“五防”結(jié)構(gòu)設(shè)置相應(yīng)設(shè)備，對(duì)原有傳統(tǒng)防誤閉鎖裝置進(jìn)行局部改造而不涉及主體電氣設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)微機(jī)防誤閉鎖裝置功能，大大降低電氣誤操作事故發(fā)生。

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司.防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定（能源安保[1990]1110號(hào)）[M].北京：中國(guó)電力出版社,2003.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司.防止電氣誤操作安全管理規(guī)定[M].北京：中國(guó)電力出版社,2006.

Application of Microcomputer Anti-misoperation Lockout Device in Chemical Enterprise Substation

Mi Wei
（Production&Operation Department of Juhua Group Corporation,Quzhou,Zhejiang 324004）

This paper introduced the structure and working process of microcomputer anti-misoperation lockout device,and proposed the anti-misoperation molding which combining the microcomputer with"five prevention"logic,computer keys and code locking through comparing with the traditional anti-misoperation technology and combining with chemical enterprise misoperation accident case,which completely eliminated the shortcomings in traditional anti-misoperation lockout device including lockout insufficiency,complex operation,complicated installation and low reliability and so on,greatly enhanced the safety and reliability of power supply in chemical enterprises.

microcomputer anti-misoperation lockout device;substation;five prevention

TQ083+.1

B DOI10.3969/j.issn.1006-6829.2012.03.017

2012-03-06；

2012-04-15