電氣二次防誤閉鎖與微機防誤閉鎖分析

摘要：隨著現代科學技術的不斷進步，微機防誤閉鎖已取代傳統的電氣二次防誤閉鎖技術，成為了電力系統安全運行的重要措施，但是是否利用微機防誤閉鎖系統就能夠完全阻止運行值班人員、檢修人員以及其他人員誤操作？新建變電站在配置了微機防誤閉鎖系統后，是否可考慮不設計電氣二次回路閉鎖？對此，文章提出了一些看法。

關鍵詞：電力系統；電氣二次防誤閉鎖；微機防誤閉鎖；微機五防

中圖分類號：TM631文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）09-0039-02

在我國每年都會發生許多由于操作人員誤操作而導致的重大事故，并且造成人員傷亡、設備損壞、大面積停電等惡性事故，甚至引起電網的振蕩和瓦解，造成慘重的經濟損失，因此安裝和使用電氣防誤操作裝置已成為建設或改造變電站、電廠必須考慮的重要環節。電力系統所必須防范的五大惡性事故如下：誤分、合斷路器；帶負荷拉合隔離開關；帶電掛接地線（合接地刀閘）；帶接地線（接地刀閘）合隔離開關；誤入帶電間隔。

隨著現代科學技術的不斷進步，微機防誤閉鎖已取代傳統的電氣二次防誤閉鎖技術，成為了電力系統安全運行的重要措施，其已廣泛應用于新建變電站，同時許多裝有機械防誤閉鎖的變電站也加快了微機防誤閉鎖的加裝和改造步伐，微機防誤閉鎖與一次設備操作手柄上設置的程序鎖及綜合自動化系統相配合，構成了較為完整的變電站防止電氣誤操作的技術防線，但是是否利用微機防誤閉鎖系統就能夠完全阻止運行值班人員、檢修人員以及其他人員誤操作？新建變電站在配置了微機防誤閉鎖系統后，是否可考慮不設計電氣二次回路閉鎖？

針對這些問題，本文結合作者所在工作單位的實際情況，對傳統二次電氣防誤操作閉鎖回路和現代微機防誤閉鎖方式的原理、功能、存在問題及技術發展問題等進行了研究和探討，并且提出了對現行變電站防誤閉鎖等一些問題的看法。

一、傳統電氣二次防誤閉鎖技術分析

在現代電力系統中，電網電壓等級愈來愈高，因此期間由于人為誤操作（運行值班人員、檢修人員以及其它人員的誤操作造成的）或因操作二次回路絕緣損壞，導致的惡性事故也發生愈來愈多，為防止誤操作導致的設備經濟損失及人身安全受到威脅，安裝運用防誤閉鎖已成為電力系統安全運行的一項重要措施，在此要特別強調下電力系統的“五防”，所謂“五防”指的是：（1）防止誤分、誤合斷路器；（2）防止帶負荷拉、合隔離開關；（3）防止帶電掛接地線（或合接地刀閘）；（4）防止帶接地線（或未拉開接地刀閘）合隔離開關；（5）防止誤入帶電間隔。“五防”中除第一個之外，其它“四防”要求采用強制性閉鎖。

在以往電力系統均采用的是電氣二次閉鎖回路來控制人為誤操作的，其是在電力系統發展過程中，經過不斷完善和總結出來的一套有效的防誤閉鎖方法，它是一種建立在二次操作回路上的防誤功能，一般通過斷路器和隔離開關的輔助接點，在其操作二次回路上串入并相互聯鎖來實現，其優點是使用方便、可靠，缺點是回路復雜，電纜消耗大，存在開關輔助接點工作不可靠、戶外電磁鎖機構易損壞等問題，但是其防誤功能隨二次接線而定，不易增加和修改，究其對比微機防誤閉鎖技術存在以下不足之處：

電氣二次防誤閉鎖回路是一種現場電氣聯鎖技術，主要通過斷路器、隔離開關和接地刀閘等相關設備的輔助接點連接來實現閉鎖，這是電氣閉鎖最基本的形式，其操作中不需要輔以其他操作，閉鎖可靠；但其需要接入大量的二次電纜，接線方式較為復雜，運行維護困難，有較多的輔助接點串入，輔助接點設備工作不可靠，會直接影響電氣聯鎖的可靠性，電氣閉鎖回路一般只能防止斷路器、隔離開關和接地開關的誤操作，對誤入帶電間隔、接地線掛接（拆除）等，則無能為力， 無法實現完整的“五防”功能。

二、現代微機防誤閉鎖技術分析

現代在電力系統中普遍使用的微機防誤閉鎖裝置是在20世紀80年代末才開始推出的一種新型的防誤操作閉鎖裝置，其采用了計算機技術，與常規的程序鎖、電磁鎖或電氣控制回路閉鎖相比，明顯地有：（1）投資省、可靠性高；（2）閉鎖功能齊全，“五防”功能強；（3）安裝、使用、維護方便；（4）擴建方便，改造工作量小；（5）能夠很方便地與變電站微機監控系統接口，因此適用于采用微機進行監控的變電站，可與變電站微機監控系統共同滿足防誤操作閉鎖的要求，目前其已經成為國內電力系統“五防”領域的重要設備。

微機“五防”是用于防止高壓開關設備電氣誤操作，通常主要由主機、模擬屏、電腦鑰匙、機械編碼鎖、電氣編碼鎖等功能元件組成，微機防誤閉鎖裝置閉鎖的設備有斷路器、隔離開關、地線、地線開關、遮攔網門（開關柜門）。工控主機儲存了變電站里所有設備在各種運行方式下的操作程序，模擬屏上的摸擬元件都與工控主機相連并與現場的設備狀態保持一致，電腦鑰匙接收工控主機發出的操作程序使運行人員能對現場的電編碼鎖或機械編碼鎖進行解鎖操作。開關閉鎖控制器用于在控制室進行控制的斷路器或隔離開關的閉鎖，電編碼鎖和機械編碼鎖用于就地電動操作和手動操作的隔離開關的閉鎖。操作時，運行人員首先在微機模擬屏上進行預演操作，直到確認預演操作均正確為止，工控主機通過通訊接口將正確操作程序輸人到電腦鑰匙，運行人員將電腦鑰匙插人相應的設備的編碼鎖中，開放閉鎖裝置，就可進行相應的設備操作。

微機防誤閉鎖系統分為離線式和在線式系統，離線式系統將停電和送電過程中，電氣設備操作的步驟和順序以軟件編程的方法，注入一個電腦鑰匙中，以液晶漢字顯示和語言提示，對人的操作予以指導和警示，有利于操作的正確進行；在線式系統將停電和送電過程中，電氣設備操作的步驟和順序在電腦中進行模擬。系統將實際操作的每個步驟，與模擬操作進行比較，判斷操作正確與否，如果正確，則允許下一步繼續操作；如發現設備不具備操作條件，則系統自動閉鎖，禁止操作，這有效防止了在某些特殊情況下，斷路器、隔離開關、臨時接地點等實際位置與系統反映的位置不一致時，可能發生的操作。微機防誤閉鎖系統一般不直接利用現場設備的輔助接點，接線簡單，通過防誤閉鎖系統微機軟件規則庫和現場鎖具，實現防誤閉鎖。

微機防誤閉鎖系統可以實現較為完整的“五防”功能，杜絕非常規的操作（易引發惡性事故），但是，在微機系統因故障而解除閉鎖時，“五防”功能即完全失去，另外，電動操作的隔離開關和接地開關的二次操作回路絕緣破壞，極易導致開關的誤拉和誤合。

由于微機防誤閉鎖系統是將大量的二次閉鎖回路和操作行為以軟件形式存入電腦中的“五防”閉鎖規則庫中，實現了防誤閉鎖的數字化，其功能更為強大，是電氣設備防誤閉鎖技術的一個飛躍，因此其成為了防止運行人員的誤操作這類事故而采取的一種積極措施。但是微機防誤閉鎖系統還存在漏洞和弱點，其對于無票操作和誤碰（主要是檢修人員）及二次絕緣破壞則防不住，由于它是在微機（或模擬屏的單片機）上實現的，是虛擬的，它只能滿足運行值班人員的操作要求，并不能完全解決檢修人員和其它原因的誤操作問題，因為在檢修、試驗過程中，這時的拉合是由檢修人員執行，在不能依賴微機防誤閉鎖裝置的前提下，電氣二次回路聯鎖就成了最后一道防線。因此從以上的分析和比較之后得出結論，認為微機防誤閉鎖系統不是萬能的，且不可以完全取消電氣二次閉鎖回路在電力系統防誤領域中的應用。

三、結語

隨著計算機及網絡通信技術的發展，變電站自動化技術對電氣“五防”系統的要求進一步提高，傳統的電氣防誤閉鎖方式已不能滿足要求，而微機防誤閉鎖系統功能還有待進一步的完善和提高。

通過分析傳統電氣二次閉鎖回路和現代微機防誤閉鎖系統各自的特點，建議新建電壓等級為110kV及以上的變電站，若站內所有斷路器和隔離開關的位置為虛遙信，且微機防誤閉鎖系統與變電站監控系統共用一個數據庫，為了安全可靠起見可以考慮取消部分電氣二次回路閉鎖（主要是指不同間隔之間的電氣聯鎖），大力推廣應用具有“五防”功能的微機防誤閉鎖系統，同時適當保留間隔的電氣二次閉鎖回路或將五防系統接點引入到電動操作回路中共同完成，這應該是更加有效的防誤閉鎖措施。

作者簡介：王興佳（1983－），男，四川安岳人，廣東電網公司茂名高州供電局助理工程師，研究方向：變電站二次設計、維護、檢修。