變電站防誤閉鎖裝置概述

呂志新 白 明 徐 肖

（國網新疆電力公司檢修公司，新疆 烏魯木齊 830002）

1 引言

變電站電氣誤操作主要由運維人員、檢修人員和其他人員的誤操作造成，這嚴重威脅了人身、電網和設備安全。防誤裝置是變電站用來防止電氣設備誤操作的設備，是目前防止運維人員進行電氣誤操作或誤入帶電間隔的較為有效的技術措施，主要包括：微機“五防”裝置、解鎖鑰匙、編碼鎖、機械閉鎖裝置、電磁閉鎖回路、電氣閉鎖回路、帶電顯示裝置、設備轉動方向標示等。為堅決杜絕變電站運維人員發生電氣誤操作事故，確保電網的安全穩定運行，結合中外電氣運行的實踐經驗，根據國家電網公司《防止電氣誤操作裝置管理規定》，變電站所有可能引起電氣事故的一次設備，都應裝設防誤閉鎖裝置。

2 防誤閉鎖裝置的基本要求

通常所說的“五防”閉鎖功能，包括：

（1）防止誤入帶電間隔；

（2）防止誤合、誤分斷路器（開關）；

（3）防止帶負荷拉合隔離開關（刀閘）；

（4）防止帶接地刀閘（接地線）合閘；

（5）防止帶電合（掛）接地刀閘（接地線）。

現階段，因技術原因“防止誤合、誤分斷路器（開關）”閉鎖功能采取的措施是提示性的，其余四類防誤閉鎖功能均采取強制性措施。

2.1 防誤閉鎖裝置的配置要求

（1）變、配電裝置升級改造，裝設防誤閉鎖裝置時，應該優先選用微機“五防”裝置或電氣閉鎖回路方式。新建變電站的電氣設備防誤措施優先選用微機“五防”裝置。

（2）采用不間斷交流電源為防誤閉鎖裝置供電，使用的直流電源不得同時為繼電保護和控制回路供電。

（3）防誤閉鎖裝置的結構應考慮防銹蝕、防卡澀、防粉塵、防干擾、防外物開啟、戶外防水和耐低溫（滿足當地氣候條件）的要求。

（4）防誤裝置的結構應與其所配電氣設備的操作位置相對應，并且不得影響電氣設備的操作要求，盡量不增加處理事故和正常倒閘操作的難度。微機“五防”裝置不得影響保護裝置、通訊設備和自動化裝置的正常運行。

（5）防誤閉鎖裝置主機應該與辦公自動化系統分開，嚴禁與外網互聯，防誤閉鎖裝置的網絡安全要求等同于電網二次系統實時控制系統。

2.2 防誤閉鎖裝置的使用要求

（1）防誤閉鎖裝置必須與所配的主設備同時設計、安裝、投運。不得投運未安裝防誤閉鎖裝置的電氣設備，防誤閉鎖裝置驗收不合格的電氣設備也不得投入運行 。

（2）制定專門的保管和使用防誤閉鎖裝置解鎖鑰匙或備用鑰匙的制度。防誤閉鎖裝置正常情況下嚴禁解鎖或退出運行。

（3）在遇到危及人身安全、電網和設備安全的緊急情況時，若需要進行解鎖操作，可根據變電站當值負責人的指令，緊急使用解鎖鑰匙，當值負責人要對解鎖操作進行認真監護，同時值班員要及時將此解鎖操作報告當值調度員，最后記錄好使用原因、批準人和使用人姓名、開始和結束時間等。

（4）電氣設備檢修，若需要進行解鎖操作，應該經變電站站長批準，由當值值班員進行監護。

3 防誤閉鎖裝置的基本原理

3.1 機械閉鎖

通過機械結構的制約達到防誤閉鎖的目的的閉鎖形式，稱為機械閉鎖，它分為直接式機械閉鎖和間接式機械閉鎖。直接式機械閉鎖有：機械程序鎖、簡易接地樁、機械連桿傳動閉鎖和鋼絲彈簧輪軸傳動閉鎖；間接式機械閉鎖有：電控鑰匙盒閉鎖、紅綠翻牌等 。常見的用于隔離開關、接地刀閘和一些組合式手車的機械閉鎖是機械連桿傳動閉鎖，此類機械閉鎖的缺點是：容易出現卡澀導致操作不便，并且不同回路之間的電氣連接沒有邏輯判斷，只能閉鎖本元件或本回路，很難滿足接線復雜的防誤閉鎖要求。

3.2 電氣閉鎖

電氣閉鎖是通過斷路器和隔離開關的輔助接點聯鎖的方式在所操作的二次回路上設置電氣閉鎖，包括電氣回路閉鎖、電磁回路閉鎖、電氣報普、高壓帶電顯示裝置。與機械型防誤閉鎖相比，電氣閉鎖克服了不同回路之間的電氣連接沒有聯系和邏輯判斷的缺點，在防止斷路器和隔離開關、接地刀閘的誤操作比較可靠。電氣閉鎖的不足是，接線方式復雜，需預先接入大量電纜，而且電氣閉鎖無法真正防止誤入帶電間隔和誤裝、誤拆接地線，因此電氣閉鎖不能實現完整的“五防”閉鎖功能。

3.3 微機閉鎖

目前，國內最先進的防誤裝置是微機防誤閉鎖裝置。微機閉鎖裝置通過預設操作原則確保倒閘操作順序正確，通過各類編碼鎖和狀態鎖保證操作正確，從而實現防誤閉鎖功能。它由微機防誤裝置主機、電腦鑰匙、傳輸適配器和編碼鎖組成。

微機防誤閉鎖是事先將系統參數、電氣防誤操作接線圖、電氣元件操作規則存入主機中，當運維人員在五防機模擬圖上進行模擬預演時，微機“五防”系統會根據當前設備的實際運行狀態判斷模擬操作是否符合規則。在進行倒閘操作時，微機防誤裝置主機先與現場設備進行對位，確保主機主接線圖中的斷路器、隔離開關分合狀態與實際相符。核對無誤后，運維人員在五防機模擬圖上進行模擬操作，待模擬正確后，生成操作票，傳至電腦鑰匙。電腦鑰匙接受、識別主機傳來的操作票編碼，識別無誤后便可以用電腦鑰匙打開裝于現場相應設備上的編碼鎖，進行現場設備的正式操作。倒閘操作完成后，將電編碼鎖插回至特定接口，進行設備狀態變位信息的回傳，以此更新五防機模擬圖上的斷路器、隔離開關等的位置。整個操作過程是在微機“五防”主機、電腦鑰匙、編碼鎖的嚴格閉鎖下進行的，運維人員根據校驗合格的操作票進行操作。由此可見，微機防誤閉鎖能夠實現軟、硬件全方位的防誤閉鎖功能。倒閘操作流程圖如圖1所示。

4 防誤閉鎖裝置的應用現狀

運維人員誤拉、誤合斷路器（開關）和隔離開關（刀閘）以及誤入帶電間隔是造成惡性事故的幾種常見誤操作。微機防誤閉鎖裝置是防止這類惡性事故的積極措施，它對防止運維人員的誤操作特別有效。檢修人員的誤操作大多發生在檢修或試驗過程中，檢修人員的操作并沒有包含在微機防誤閉鎖系統中，因此微機閉鎖裝置尚不能防止檢修人員的誤操作，此時電氣型閉鎖成了保證安全的最后一道防線。其他人員的誤操作主要是指，與正常操作無關的人員的誤操作。這類情況雖然比較少，但也時有發生。比如，無關人員在操作機構箱附近時，有可能因誤碰設備導致誤操作事故，這類問題微機防誤閉鎖裝置也不能很好地防止。另外，微機防誤閉鎖在實際使用過程中還有以下問題需要解決：

（1）非正常運行方式下，不能用電腦鑰匙進行解鎖操作，只能依靠強制解鎖。

（2）對戶外編碼鎖的維護工作量較大。修改閉鎖規則和日常維護需由專業人員進行。

（3）微機閉鎖功能的核心是虛擬的操作邏輯，對無票操作或檢修和其他人員的防誤閉鎖無效。

（4）微機防誤系統存在“走空程”的問題，在實際運用中，電腦鑰匙在解鎖過程中常發生編碼鎖沒打開而電腦鑰匙的程序已走到下一步的情況。

（5）電腦鑰匙一般是在前一項操作完成后，隨即指向下一項操作，前一項操作內容不能重復，否則視為誤操作。正常情況下，這種方式能夠給操作人員帶來方便，但在實際操作中，常遇到設備一次操作不到位的情況，顯然電腦鑰匙的這種方式給設備的重復操作造成了較大困難。

5 防誤閉鎖裝置的發展趨勢

隨著變電站自動化水平的不斷提高、運維管理模式的不斷改進，防誤閉鎖技術將面臨更多新的需求，在這種電網發展趨勢下，新的設計理念不斷涌現，微機防誤閉鎖技術作為主流的防誤閉鎖技術不斷發展，其中一個發展較快的分支就是在線式微機防誤閉鎖技術。但從目前的運行情況來看，單純依靠防誤閉鎖裝置并不能完全防止誤操作故事的發生，為了進一步保障電網的安全可靠運行，在大力推廣和改進微機防誤閉鎖系統的同時，將微機“五防”系統接點接入電動操作回路或適當保留間隔的電氣閉鎖回路，應該是比較有效的防誤閉鎖措施。

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