隔離閉鎖功能在防誤閉鎖系統中的應用

李翔宇，李長根，許 準，李 珅

（國網新源控股有限公司北京十三陵蓄能電廠，北京 102200）

0 引言

電力生產中，為確保人身、電網、設備的安全，避免各類誤操作事故的發生，必須采取防誤閉鎖措施，其中在電力生產現場安裝防誤閉鎖裝置是防誤閉鎖措施實現的重要手段[1]。

在水電廠中，當有設備要進行檢修時，相關運行人員須對檢修設備進行隔離操作，以切斷該設備的高壓電、高壓氣、高壓水等各種危險源的來路，最終將指定檢修設備與其他運行設備設施隔離出來，確保檢修工作中人身、電網、設備的安全[2]。當同一工期內有多個工作面或多支隊伍同時施工時，為保證檢修設備的隔離措施不被破壞，要對變更后的設備加掛鎖具或其他閉鎖工具，同時懸掛相關標識牌指明設備隔離的范圍。

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

本文將一種隔離閉鎖功能應用于防誤閉鎖系統中，該功能首先對不同檢修隔離措施進行劃分，然后通過對不同檢修隔離的逐步授權實現在設備檢修中的多設備間隔離措施的閉鎖功能。

1 檢修隔離措施的劃分

電廠運行人員對檢修設備所做的隔離操作，可以根據措施內容以及涉及保護范圍的不同，劃分為單一措施、措施鏈和檢修隔離區3類。單一措施是指對現場設備的單一步驟的隔離措施。例如，斷路器、隔離開關的分合，地線的掛接等。措施鏈是由單一措施按照一定順序先后完成的一系列隔離措施，這些單一措施之間在防誤閉鎖系統里具有一定的閉鎖關系。例如，切斷一條線路供電，需斷開線路的斷路器，再按順序斷開兩側的隔離開關。檢修隔離區是指滿足單個設備安全檢修條件的最小措施范圍，通常由多個措施鏈構成。

單一措施、措施鏈和檢修隔離區的基本關系如圖1所示。

圖1 單一措施、措施鏈和檢修隔離區基本關系

在水電廠中往往存在著多個工作面同時交叉進行的現象，導致對不同設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檢修任務的安全性和其隔離措施的完整性，有效地保證每項檢修任務對應的隔離措施尤其是與其他任務交叉重疊部分不被破壞。

2 防誤系統的檢修隔離功能

當前廣泛應用在電力現場的防誤閉鎖裝置由微機防誤閉鎖裝置、電氣防誤閉鎖、電磁閉鎖裝置、機械閉鎖裝置等組成[6]。防誤系統的基本工作流程如圖2所示：水電廠運行人員在防誤主機上對檢修隔離任務的隔離措施在防誤軟件上進行模擬操作，將模擬好的檢修隔離任務通過傳輸適配器傳到電腦鑰匙上。隨后運行人員進行現場的隔離操作，操作每一步對設備名稱和狀態進行實時對位后使用電腦鑰匙解鎖設備的五防鎖具及智能鎖具，從而實現系統防誤閉鎖的功能。最后操作任務完畢后，將變更后的設備狀態傳輸到防誤系統中。

圖2 防誤系統基本工作原理

為實現設備檢修中的多設備間隔離措施的閉鎖功能，在原有的綜合防誤系統中加入了檢修隔離授權功能。當多項任務對應的檢修隔離區存在措施重疊的部分時，將這幾項檢修任務合并為一個總的檢修任務，并對該任務設立相應的措施范圍，即措施范圍需要滿足在該范圍內所有設備的安全檢修要求。將總的檢修隔離任務的隔離措施在防誤主機的防誤系統中進行模擬，通過傳輸適配器傳輸到電腦鑰匙上，運行人員在隔離操作過程中用電腦鑰匙進行實時對位、解鎖，將變更后的設備狀態傳輸到防誤系統中，所有的操作任務完成后，總檢修任務的措施范圍也在防誤系統中初步建立起來。

當現場分別進行單個任務檢修時，運行人員在確認所做措施滿足該設備安全檢修要求并檢查相關設備的狀態變更與措施要求一致后，在綜合防誤系統的防誤主機上對該任務模擬掛牌生成對應的檢修隔離區，并將信息傳遞到檢修隔離管理器的檢修隔離授權鑰匙上，交由相關檢修人員保管，待檢修任務完成后由檢修人員將檢修隔離授權鑰匙交還，待檢修隔離授權鑰匙插入到檢修隔離管理器原來的位置上，防誤主機上對應的檢修隔離區在系統里清除，表示該任務已經完成。通過電腦鑰匙建立的檢修措施范圍與通過檢修隔離授權系統建立的檢修隔離區通過標識牌等構成相互閉鎖，只有當范圍內所有檢修隔離牌交還在系統中清除后，設立的總的措施范圍的安全措施才能恢復。

圖3 防誤系統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有多個工作面或多支隊伍同時施工的情況，該情況下就會伴隨著多個措施范圍內措施鏈重合的問題，為了保證各檢修任務的人員安全，在各項任務開始進行之前均需運行人員對重復措施進行反復掛牌[6,7]，費時費力。當采用現地重復掛牌的方法來隔離各項檢修任務的安全范圍時，對于多項任務共用的措施鏈往往由于掛牌數量過多，出現標示牌丟失、混亂的問題，進而導致在其中一項檢修任務完成后恢復措施時誤將一些還未完成檢修任務共用的措施鏈恢復，致使未完成的檢修任務的安全范圍被破壞，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，通過不同檢修隔離措施的劃分，同時加入檢修隔離授權功能，實現了在設備檢修中的多設備間隔離措施的閉鎖功能，避免了以上情況的發生。

3 實例分析

對某抽水蓄能電廠在防誤閉鎖系統中應用隔離閉鎖功能后其安全保障性進行分析。以該電廠在4號機組A級檢修期間對電氣一次設備進行的部分工作任務為例，分析該功能對電廠A修期間工作任務的安全性和高效性。

由于在本次A級檢修期間，4號發電電動機電氣設備A級檢修、4號主變壓器A級檢修、4號機組封閉母線電氣一次設備A級檢修、4號機組勵磁系統電氣一次設備A級檢修中任務重疊的單一措施較多，故將這些檢修任務的隔離措施劃分為同一個檢修隔離區，該檢修隔離區包含的相關措施在表1中列出：

表1 4號發電電動機電氣設備A級檢修隔離措施

表2 其他工作任務檢修隔離措施（表中檢修措施以表1中措施對應的序號代替）

以上工作任務的開始結束時間也不盡相同，具體時間如表4所示：

表4 A級檢修期間部分工作任務進度

圖4 電廠A級檢修部分任務進度表

3.1 隔離閉鎖功能的安全性

從以上的列表中可以看出，4號機組A級檢修期間的多數工作任務存在著措施鏈重疊，且同一時間不同工作面交叉作業的復雜性問題。傳統的防誤閉鎖系統中，對每一項工作任務單獨進行措施隔離，無法有效地對不同工作任務措施恢復順序進行閉鎖，通常是運行人員依據設備上懸掛不同種類標識牌的數量來判斷當前正在進行的檢修任務。這樣現場易造成標示牌丟失、混亂的情況，從而導致在部分工作任務完成后，運行人員提前恢復部分設備的隔離措施，破壞了與之相關的工作任務安全范圍，甚至發生人身傷害和設備損害的事故。

使用該套綜合防誤系統后，運行人員和檢修人員之間通過檢修隔離牌來實現對同一個檢修隔離區內的多個工作任務之間的閉鎖，只有在所有任務檢修完成后才能對該檢修隔離區進行隔離措施的恢復，保證了該檢修隔離區內全部工作任務檢修的安全可靠性。

3.2 隔離閉鎖功能的高效性

在表1～表3中可以發現4號主變壓器A級檢修、4號機組封閉母線電氣一次設備A級檢修、4號機組勵磁系統電氣一次設備A級檢修與4號發電電動機電氣設備A級檢修的隔離措施基本重合。選取4號發電電動機電氣設備A級檢修的隔離措施作為該檢修隔離區的隔離措施，運行人員只需在現場完成一次隔離操作即可，后續確定設備狀態與措施要求一致后，只需要根據不同的工作任務在防誤主機上完成相應的掛牌隔離工作，從而節省了一定的人力物力，提高了運行人員和檢修人員的工作效率。

表3 工作任務掛接地線位置

4 小結

為滿足電網需求，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有多個工作面或多支隊伍同時施工的情況，因此防誤閉鎖系統除了對設備單一操作流程、操作回路、操作位置等進行閉鎖和提示的功能，還應加入檢修中的多設備間隔離措施的閉鎖功能。本文將一種隔離閉鎖功能應用于防誤閉鎖系統中，該功能首先對不同檢修隔離措施進行劃分，然后通過對不同檢修隔離的逐步授權實現在設備檢修中的多設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添加隔離閉鎖功能后在檢修中的應用，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時，防誤閉鎖系統隔離閉鎖功能的應用效果與檢修范圍的劃分以及工作任務檢修隔離區的合并密切相關，這些工作都依賴于運行人員的專業能力和經驗積累，有待進一步探討。