WFBX型微機防誤操作閉鎖系統在電站的應用

何朝霞

（新疆額爾齊斯河流域開發工程建設管理局，新疆 烏魯木齊830000）

0 引言

電氣誤操作可能造成大面積停電、設備損壞、人身傷亡，甚至引起電網振蕩瓦解等嚴重后果，嚴重威脅到人身、電網和設備安全，是我國電力系統中常見的事故之一。在無數次血的教訓面前，我國結合中外電氣運行的實踐，將防止電氣誤操作事故列為電力生產急需解決的重大技術問題并提出了電氣設備“五防”要求，實現電氣“五防”功能成為電力安全生產的重要措施之一。隨著電網的發展、技術的更新，防誤裝置也不斷得到改進和完善。

1 電站概述

電站位于阿勒泰地區福海縣境內，主要由發電引水系統、主副廠房、升壓站、開關站四部分組成，屬壩后式水電站。裝機容量4×8MW，年設計發電能力1.24億kW·h。機端電壓10.5kV，經主變升壓后與110kV主網并列，共有六喀線、六友線和六北線3條輸電線路向電網供電。2001年4月全部建成投產，2009年完成自動化改造。

2 系統應用背景

2008年電站曾發生一起惡性誤操作事故。事故經過：6月7日，在110kV六喀線斷路器由檢修轉為熱備用操作時，應拉開D1接地刀閘，而操作人員在未核對設備雙重名稱及位置、監護人監護失職下，誤將D2接地刀閘合上，引起三相短路保護動作，造成旁路斷路器跳閘（旁路代六喀線斷路器運行）。本次事故造成六喀線停運，導致阿勒泰電網富蘊片區4座電站、青河片區3座電站、青河片區5座35kV變電站失壓，影響了高考期間的保電工作。操作人員嚴重違章是造成此次事故的直接原因，而事故的間接原因是：110kV開關站隔離開關機械防誤閉鎖裝置存在缺陷，隔離開關合閘時，兩側接地刀閘處于閉鎖狀態，隔離開關分閘時，兩側接地刀閘處于解鎖狀態。

因兩名操作人員責任心差、違章操作以及設備本身存在的缺陷發生了如此嚴重的惡性誤操作事件，直接導致阿勒泰電網東部片區大面積停電，事故影響極其惡劣。電站為了從根本上杜絕此類事件再次發生，決定在自動化改造時完善所有的防誤閉鎖裝置。

3 常規防誤操作閉鎖裝置

3.1 機械閉鎖

機械閉鎖是在開關柜或刀閘的操作部位之間用互相制約和聯動的機械機構來達到先后動作的閉鎖要求，具有閉鎖直觀、強度高、不易損壞、維護量小、操作方便、運行可靠等優點。然而機械閉鎖與電氣元件動作間的聯系、開關柜與柜外設備及刀閘與開關之間的閉鎖用機械閉鎖無法實現，其在技術和安全方面存在許多無法逾越的缺陷，可靠性和穩定性相對較差。

我站成立之初，35kV變電所、110kV開關站只采用這樣的防誤閉鎖裝置，這也是目前常用的閉鎖方式之一。

3.2 電氣聯鎖

電氣聯鎖是利用斷路器、隔離開關等設備的輔助接點接入需閉鎖隔離開關或接地開關等電動操作回路從而實現開關設備之間的相互閉鎖。由于二次回路的復雜性、維護量大等特點，在實際應用中，電氣聯鎖經常會因為二次回路故障而導致閉鎖失靈或誤發信號。

3.3 電磁閉鎖

電磁閉鎖是利用斷路器、隔離開關等的輔助接點接通或斷開需閉鎖的斷路器、隔離開關或是接地刀閘等電磁鎖電源，使其操作機構無法進行操作，從而實現電氣設備之間的相互閉鎖。這種閉鎖裝置簡單、快捷，但受環境條件影響，裝置常常會失靈，局限性比較大，且對設備的密封性要求較高，所以在我國使用并不廣泛。

4 WFBX型微機防誤操作閉鎖系統的組成、應用及特點

2009年，電站在自動化改造工程中全面采用了國電南瑞的WFBX型微機防誤操作閉鎖系統，該系統采用電腦編碼技術，將閉鎖的硬件與邏輯運算分開，閉鎖的邏輯運算由計算機來實現。利用站端遠動裝置或綜合自動化系統采集實時狀態信息，用電腦鑰匙采集遠動監控裝置未采集的手動高壓設備的狀態信息，使得防誤主機一次接線圖與現場狀態一致，實現信息遠傳。

該系統由防誤主機、電腦鑰匙、編碼鎖組成。主機中安裝接線圖模擬系統、操作票專家系統、智能語音系統、操作管理系統。電腦鑰匙與主機的連接通過適配器的方式實現。經過綜合改造后，五防系統成為變電站綜合自動化系統中非常關鍵與重要的子系統之一，在網絡信息技術的支持下，能夠完成包括操作、對位以及閉鎖在內的相關功能。在此基礎上，主機與電腦鑰匙能夠基于數據傳輸技術對通訊及傳送程序進行處理，實現遠程對現場編碼的操作與控制，從而實現變電站自動化調度過程中的五防功能。

（1）該系統采用了先進的圖形模擬系統，以顯示器作為操作界面，配置通訊適配器實現模擬操作、操作票傳輸、五防閉鎖、仿真培訓等功能；（2）采用數據庫結構，系統可維護性強，可自行繪制與修改主接線圖，可定義與修改五防閉鎖程序，擴容方便；（3）配置操作票專家系統，并具有打印、顯示、存儲、刪除操作票和操作權限分級管理等功能。

在系統軟件中，首先編寫電氣一次主接線圖所對應的操作規則及各種設備的操作規范，然后在儲存器中進行固化處理。當變電站值班室工作人員接收到操作指令后，先在主機平臺上對操作指令進行模擬執行與操作，系統檢驗操作指令的運行狀態及操作步驟的執行情況，評估操作指令的執行是否符合規則，通過這種方式篩選正確的步驟，并將其登記于操作票上。然后，將操作票整體傳輸給電腦鑰匙。電腦鑰匙的主要功能是分析并檢查鎖的類型與鎖號是否有完全對應的關系，在確定兩者完全一致后，方可進行解鎖，同時對該操作步驟下的設備運行狀態進行儲存記錄。在操作指令完成后，電腦鑰匙需將處理信息傳遞至防誤主機及變電站調度自動化系統主站微機系統歷史服務器，使模擬操作與變電站現場實際運行情況完全契合。以上操作過程以編碼鎖及電腦鑰匙為依據，實現了嚴格閉鎖，從而使系統操作人員能夠嚴格按照預先經過系統檢定合格的步驟執行各項操作，對防止誤操作有非常重要的價值。

5 系統功能

該系統自改造后使用至今，我們充分感受到了它的先進性、實用性、可靠性，使用中在確保五防功能的前提下操作靈活，現場對位及時準確、鎖具操作靈活、維護方便，為我站的安全生產、技術升級提供了有力保證。但在實際應用中，我們也發現了幾點隱患：（1）在操作中有時會出現電腦鑰匙故障，現場操作中斷，操作人員需重新啟用鑰匙，而在電網統一調度時往往對檢修時間有比較嚴格的規定，在如此緊迫的情況下，往往會使用萬能鑰匙救急，此時就會失去使用整個五防系統的意義，且無法向防誤主機回傳現場設備的實際狀態。建議系統啟用主用和備用兩把鑰匙，備用鑰匙執行智能化，設置一定的權限，由操作人和監護人同時確認，實現從中斷操作處切入的功能。（2）微機防誤操作閉鎖裝置中，遙信采用了實遙信和虛遙信兩種方式，開關采用實遙信，刀閘多采用虛遙信。在微機五防機上，操作人員可以隨意人工置合和置分，改變刀閘和斷路器的狀態，這種操作對設備位置的判斷是不嚴謹的，存在引發誤操作的隱患。為防患于未然，電氣設備應一律采用實遙信，而不是通過五防鑰匙來反饋設備位置狀態。（3）電站應將萬能鑰匙的使用管理納入運行管理制度，并嚴格執行，實時進行監督和考核，杜絕因萬能鑰匙管理不當引發誤操作。（4）電氣二次部分的操作雖然在防誤系統中有一定的體現，但其并不屬于操作規則的研究范疇，即電氣二次部分操作并沒有與之相對應的閉鎖功能，為了保障本部分操作功能的順利實現，必須依賴于運行管理人員較高的技術水平及責任意識。

6 結語

隨著計算機及網絡通信技術、電站自動化技術、無人值守方式的發展，對防誤閉鎖系統的要求進一步提高，傳統防誤閉鎖方式已不能滿足要求，而作為電氣防誤裝置發展方向的微機防誤閉鎖系統，在功能上還有待進一步完善和提高?，F階段，我們還需要不斷完善管理，制訂嚴謹的規章制度，防止電氣誤操作的發生。

［1］馬樹敏，黃蜂.“五防”裝置在變電站的應用分析［J］.中國高新技術企業，2010（13）.

［2］劉雪飛，劉國亮.關于變電所五防閉鎖裝置的探討［J］.電力系統保護與控制，2008（19）.