哈尔滨工业大学学报电气方向论文范文

　　摘要：本文通过自己多年在变电运行岗位上的工作经验并结合实际，对已运行变电站的防误闭锁由于技术革新改造为微机防误闭锁装置，微机防误是否可以完全取代原有的二次操作回路电气防误闭锁?新建变电站在配置了微机五防系统后，是否可考虑不设计电气回路闭锁?针对这些问题，本文从安全管理、微机五防技术与传统电气防误装置功能比较以及实际运行中存在的问题等几个方面，展开讨论，并由此提出变电站防误较为可行的解决方案。

　　关键词：倒闸操作,电气闭锁防误,微机防误

　　一、引言

　　《电业安全生产规“五防”的要求，其中明确规定110kV及以上电压等级的电气设备应优先采用电气防误联锁的设计原则。所以在操作二次回路上设置电气闭锁已成为防止人为误操作等事故发生的有效而可行的手段。我们所指的五防系指：①防止带负荷误拉、误合隔离开关；②防止误拉误合断路器；③防止带地线或接地闸刀合闸；④防止带电挂接地线或合接地闸刀；⑤防止误入带电间隔。电气“五防”功能的实现成了电力安全生产的重要措施之一，是变电运行人员安全倒闸操作的一道安全屏障。随着电网的不断发展技术的不断更新，防误装置得到不断改进和完善。近几年来，随着微机防误闭锁系统的广泛运用，许多老式防误闭锁的变电站也在进行微机防误闭锁系统的加装或改造，取得了良好的效果。那么新建变电站在配置了微机防误闭锁系统后，微机防误是否可以完全取代原有的二次操作回路电气防误闭锁，是否可考虑不设计电气二次回路闭锁?针对这个问题，本文从安全管理、微机五防技术与传统电气防误装置功能比较以及实际运行中存在的问题等几个方面，展开讨论。

　　二、变电运行安全管理对防误提出的要求

　　我国电力系统在无数次血的教训面前，结合中外电气运行的实践，为了有效防止运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，早在1990年就提出了电气设备“五防的要求，并以法规形式(能源安保[1990】1110号文)行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。

　　按“规定”，防误装置的设计应遵循的原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。

　　从这个原则出发，提出了“五防”规定。其中明确规定110kV及以上电压等级的电气设备应优先采用电气防误联锁的设计原则。为什么会有这个规定呢?因为从误操作的过程来看，人为误操作有三个部分组成，运行值班人员、检修人员以及其它人员的误操作造成。

　　针对运行人员的误操作主要发生在误拉、误合隔离开关和断路器，误入带电间隔等容易造成恶性事故。虽然现在大量应用的微机防误闭锁系统就是防止运行人员的误操作这类事故而采取的一种积极措施。但是它是在微机上实现的，是虚拟的。正常情况只能满足运行值班人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它人员的误操作问题。

　　对于检修人员，误操作主要发生在检修、试验过程中，这时运行人员并不作任何操作。由于微机防误系统并不能包含所有变电站的操作，特别是检修人员的操作，故检修人员的误操作的防止就显得非常重要。在这种情况下，在不能完全依赖微机防误的前提下，电气回路闭锁成了最后一道防线。

　　针对其他人员的误操作行为，主要是指对正常操作无关的人员。这类情况相对较少，但也时常发生。当无关人员处于操作台或机构箱等附近时，很有可能发生误碰从而导致误操作事故。这个问题微机防误是不能很好地解决的。总之，仅仅只依靠微机防误装置而忽略了电气回路闭锁的设计，或者仅仅用传统的电气闭锁防误都是不可取的，是不能有效实现“五防”的。

　　三、传统电气二次防误闭锁与现代微机防误闭锁技术分析

　　电气防误操作是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过断路器和隔离开关的辅助接点，在其操作二次回路上串入并相互联锁来实现。其实是挺可靠的，以我所操作中心所采用的电气防误闭锁为例：要合上220kV线路闸刀，必须在220kV线路开关在断开位置，220kV开关线路侧接地闸刀在断开位置，220kV线路侧接地闸刀在断开位置(详见后附图)，有一个条件不符合就操作不动此线路闸刀。

　　微机“五防”则是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置。通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件组成。现行微机防误闭锁装置闭锁的设备有四类：开关、刀闸、地线(地线刀闸)、遮栏网门(开关柜门)，上述设备是通过微机锁具(电编码锁和机械编码锁)实现闭锁的，对上述设备须由软件编写操作闭锁规则。微机五防系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单(五防智能化程度高，功能齐全，操作简单，维护方便等特点)，通过五防系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁。微机五防系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，可以实现较为完整的“五防“功能。微机防误闭锁系统与传统电气二次防误技术比较，主要有以下几点区别：

　　(一)电气二次防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点连接来实现闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但这种方式需要接人大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难，辅助接点设备工作不可靠。

　　(二)微机防误闭锁系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单，通过防误闭锁系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁。

　　(三)电气闭锁回路一般只能防止断路器、隔离开关和接地开关的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接(拆除)等则无能为力。不能实现完整的“五防”功能。

　　(四)微机防误闭锁系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则程序，可以实现较为完整的“五防”功能和杜绝不正常的操作行为发生(易引发恶性事故发生)，但是在微机系统故障而解除闭锁时，“五防”功能完全失去。如电脑钥匙发生问题，则整个系统将被迫退出运行，所有操作都将在强制解锁的条件下进行，严重危及安全运行。

　　微机防误由于有一整套的电器连接，有一发生问题就不能实现防误功能，对于这一点，我是深有体会，我们亭山变由于电脑钥匙不能很好地传票，有时是钥匙没有电，有时是串口异常，有时是票传好了，可到现场有没有电了，导致多次紧急解锁，据统计亭山变2004年12月投产到2006年12月仅两年的时间因为电脑钥匙的原因解锁就35次。操作在失去防误闭锁的情况下进行，这给我们运行人员的倒闸操作带来了许多的不安全因素。

　　(五)微机五防系统所收集使用的信息中，实遥信信息是和现场时刻保持一致的，但虚遥信信息有可能与现场的情况不一致，则所开的操作票可能并不满足现场的防误要求而发生误操作。特别是检修工作完成后，检修人员没将被检修设备恢复原状，运行人员在验收过程中又未发现，则发生误操作的可能性更大。

　　(六)从误操作的过程来看，误操作有三个部分组成，运行人员、检修人员以及其它人员的误操作造成。微机防误只是针对运行人员的误操作主要发生在误拉、误合刀闸和开关，误人间隔等容易造成恶性事故而设计的，它只能满足运行人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它人员的误操作问题。对于检修人员，误操作主要发生在检修、试验过程中，不在微机防误系统的控制之内。对于老变电所而言，可以在改造过程中适当保留部分老的闭锁方式来解决；对于新变电所直接安装微机防误装置而言，则该问题现在只能依靠管理手段来解决。

　　(七)对于微机防误闭锁，对于10KV开关现在通行的中置柜，由于设备的原因现代微机防误是无能为力的，它只能通过电气闭锁和机械闭锁来实现防误功能。

　　四、完善的防误解决方案

　　从以上的分析和比较可知，片面地认为电气闭锁回路可靠和不可靠，或者说有了微机防误闭锁系统就是万能，可以彻底取消电气二次闭锁回路，都是不可取的。

　　电气二次闭锁回路是电力系统发展过程中经过不断完善和总结，发展起来的一套行之有效的防误闭锁方法，实现起来方便、可靠，但回路复杂，间隔多的大型变电站实现起来耗费大量电缆，且在运行中存在开关辅助接点工作不可靠、户外电磁锁机构易损坏等问题，再者其防误功能随二次接线而定，不易增加和修改，不能实现完全的“五防”功能。微机防误闭锁系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路和操作行为变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。但微机防误闭锁系统的漏洞和其致命的弱点在于“五防”功能以操作逻辑为核心，对于无票操作和误碰(主要是检修人员)及二次绝缘破坏则有可能防不住。特别是在、微机系统故障而解除闭锁时，“五防”功能完全失去。如果将电气二次闭锁与微机五防两者结合起来，就能互相弥补各自的不足，而能有效地实现五防功能。在我局220kV金桥变运行准备期间，发现在监控五防系统中，缺少35kV母线检修时，挂接地操作的闭锁条件。也就是说，35kV母线接地没有防误功能，容易造成带电挂接地线和带接地线送电的误操作事故。但从设计原理上分析，要强行实现当母线接地线未拆除时，所有间隔的母线闸刀闭锁操作的功能已无法改变。因此提出必须加装提示性措施，解决方法是：在微机监控五防系统图中增加母线接地标识，在母线压变柜内加母线延伸铜排用于挂设母线接地线，在母线压变后柜门内底侧加1行程开关和l母线接地活动桩头，通过接地桩头控制行程开关，行程开关的通断来控制微机监控五防系统图中母线接地标识的变位，在母线接地桩头上挂1微机五防机械编码锁进行程序控制，很好地解决了这一难题。这是微机防误与电气防误有效配合而解决我们在变电运行中的实际问题。

　　通过分析传统电气二次闭锁回路和现代微机防误闭锁系统各自的特点，对于新建和改造的变电站，建议采用的“五防”闭锁系统方案如下：

　　方案一：对于站内所有断路器和隔离开关的位置为实遥信，且微机防误闭锁系统与变电站自动化监控系统共享一个数据库的，可以考虑不设计或取消电气二次回路闭锁，所有防误功能由微机“五防”系统独立完成，且要求微机防误闭锁系统有“防空程”措施。(空程序就是指在倒闸操作过程中打开锁之后，未进行实际操作，就能进行下一次操作内容的开锁和操作，而导致的误操作事故。)

　　方案二：对于站内所有断路器和隔离开关的位置为虚遥信，且微机防误闭锁系统与变电站自动化监控系统共享一个数据库的，可以考虑部分不设计或部分取消电气二次回路闭锁(主要是指接地开关电磁锁和综合闭锁)，防误功能由微机防误闭锁系统和间隔电气二次闭锁回路共同完成。要求微机防误闭锁系统有“防空程”措施。

　　方案三：无论站内所有断路器和开关的位置为虚遥信还是实遥信，也无论微机防误闭锁与变电站自动化监控系统是否共享一个数据库，不设计或取消电气二次回路闭锁，但在电动操作的开关或接地开关机构箱的操作电源回路中加入微机防误闭锁系统的强制接点，防误功能由微机防误闭锁系统独立完成，并要求微机五防系统有“防空程”措施。

　　五、结论

　　随着计算机及网络通信技术的发展，变电站自动化技术对电气“五防”系统的要求进一步提高，传统电气防误闭锁方式已不能满足要求，而作为变电站综合自动化运用发展方向的微机防误闭锁系统，在功能方面还有待进一步完善和提高。从目前的运行情况来看，为了安全可靠起见，在大力推广应用微机防误闭锁系统的同时，适度保留间隔的电气二次闭锁回路或将微机防误闭锁系统接点引入到电动操作回路中，应该是比较有效的防误闭锁措施。从整体角度理解和解决防误闭锁问题是变电站安全运行的关键。

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