化工企業(yè)變電站微機防誤閉鎖裝置的應用

宓 偉

（巨化集團公司生產運營部，浙江 衢州 324004）

化工企業(yè)變電站微機防誤閉鎖裝置的應用

宓 偉

（巨化集團公司生產運營部，浙江 衢州 324004）

介紹了微機防誤閉鎖裝置結構及工作流程，通過與傳統(tǒng)防誤技術的比較并結合化工企業(yè)誤操作事故案例，提出了采用微機加“五防”邏輯加電腦鑰匙加編碼鎖具的防誤操作模式，以徹底消除傳統(tǒng)防誤裝置閉鎖不全、操作復雜、安裝繁瑣、可靠性低的缺點，大大提高化工企業(yè)供電的安全可靠性。

微機防誤閉鎖裝置；變電站；五防

變電站的電氣誤操作可能造成大面積的停電、設備損壞、人身傷害、甚至引起電網振蕩瓦解等嚴重后果。為了有效防止運行電氣設備誤操作引起的人身和重大設備事故，原水利電力部于1990年以法規(guī)形式（能源安保19901110號）行文規(guī)定了電氣防誤的管理、運行、設計和使用原則提出了電氣設備“五防”的要求[1]。“五防”是指：1）防止帶負荷誤拉、誤合隔離開關；2）防止誤拉、誤合斷路器；3）防止帶地線或接地閘刀合閘；4）防止帶電掛接線或合接地閘刀；5）防止誤入帶電間隔。

當前在國內使用的防誤閉鎖裝置有多種形式，主要有機械連鎖、電氣閉鎖、電磁鎖、程序鎖和微機防誤閉鎖等。隨著防誤閉鎖領域的技術進步，微機防誤閉鎖裝置已在電力系統(tǒng)推廣運用，成為電力自動化技術領域里的一個重要分支，實現了傳統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)不能實現或者很難實現的防誤功能，在保障電力系統(tǒng)安全運行方面發(fā)揮了積極的作用。

化工企業(yè)變電站對電力新設備新技術認知不同、投入不同，目前絕大部分仍然在使用前4種方式的防誤閉鎖裝置，他們的共同缺點是不能滿足全站的閉鎖需求，往往只能閉鎖部分設備或滿足部分“五防”功能。

1 微機防誤閉鎖裝置簡介

微機防誤閉鎖裝置采用微機加“五防”邏輯加電腦鑰匙加編碼鎖具的防誤操作模式，徹底消除了傳統(tǒng)防誤裝置閉鎖不全、操作復雜、安裝繁瑣、可靠性低的缺點，簡單、方便、可靠。

1.1 結構和工作流程

微機防誤閉鎖裝置從結構上分為站控層、間隔層、過程層，由防誤主機、電腦鑰匙、電腦鑰匙裝置和各類鎖具組成，防誤主機根據防誤規(guī)則和模擬預演步驟，生成實際操作程序，再根據設備閉鎖方式的不同采用3種方式進行開鎖操作：電腦鑰匙開鎖，通過電腦閉鎖控制單元等直接控制智能鎖具開鎖，通過通訊接口對監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行監(jiān)控。

運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙的提示，依次對設備進行操作。當操作不符合程序時，設備拒絕開鎖，使操作無法進行，從而防止誤操作的發(fā)生。防誤主機通過跟蹤現場設備的實際狀態(tài)、接收電腦鑰匙的回傳信息，對當前操作進行確認后，進行下一步操作，直到操作任務完成。

1.2 智能解鎖鑰匙管理

“五防”裝置本身也存在發(fā)生故障無法正常使用的情況，所以所有的“五防”鎖具都必須配備有萬能解鎖鑰匙，以備裝置故障時，可以通過萬能解鎖鑰匙緊急解開需要操作設備上的“五防”鎖具，不影響實際操作。而由于傳統(tǒng)的解鎖鑰匙不帶任何防誤手段，即一旦拿解鎖鑰匙操作就不能保證操作的正確性，很有可能由于隨意解閉鎖設備造成誤操作事故。

針對解鎖鑰匙管理的重要性，微機防誤閉鎖裝置在目前市場上主要有智能解鎖鑰匙管理機、智能解鎖管理系統(tǒng)和智能解鎖鑰匙3種解決方案，通過技術手段來防范解鎖鑰匙濫用問題。考慮化工企業(yè)變電站的自身特性，一般建議采用智能解鎖鑰匙，其本身就是“五防”電腦鑰匙，具備完善的正常操作功能和完備的解鎖管理功能，集防誤操作和解鎖管理于一體，減少了設備，方便了管理和使用。

1.3 與傳統(tǒng)防誤技術比較

1）電氣防誤閉鎖回路是一種現場連鎖技術，主要通過相關設備的輔助接點來實現閉鎖。這是電氣閉鎖組最基本的形式，閉鎖可靠，但這種方式需要接入大量的二次光纜，接線方式較為復雜，運行維護較為困難，機械閉鎖更是如此；微機防誤閉鎖系統(tǒng)一般不直接采用現場設備的輔助接點，接線簡單，通過微機防誤系統(tǒng)的規(guī)則庫和現場鎖具實現防誤閉鎖。

2）電氣閉鎖回路一般只能防止開關，隔離刀閘和電動刀閘的誤操作，對誤入帶電間隔，接地線的掛接（拆除）等無能為力，不能實現完整的“五防”；微機防誤閉鎖系統(tǒng)可根據現場實際情況，編寫相應的“五防”規(guī)則，可以實現較為完整的“五防”。

3）微機防誤閉鎖系統(tǒng)可以實時檢測供電設備的運行狀態(tài)，應用內部的防誤程序提供正確的防誤方案，從而可以靈活地具有以往“五防”系統(tǒng)的各種功能，還可以有效的防止操作過程中漏項導致誤操作的問題和操作過程中的設備變位問題。

4）在不同運行方式的變化下，微機五防能夠適應不同的要求，這是傳統(tǒng)的五防沒有辦法做到的。

5）隨著高壓帶電顯示閉鎖裝置的出現，把驗電也加入閉鎖中，可有效防止可能造成的事故。

2 化工企業(yè)變電站的應用

2.1 系統(tǒng)結構和組成

集控主站包含主站防誤主機（PC機或模擬屏）、通訊適配器、電腦鑰匙等；受控站包含防誤主機（PC機或模擬屏）、通訊適配器、電腦鑰匙、鎖具、遙控閉鎖裝置等。具體系統(tǒng)結構和組成見圖1。

2.2 操作流程

操作人員在集控站防誤主機上進行模擬預演操作，形成操作票，通過集控中心的通信適配器，將操作票傳給電腦鑰匙，操作人員持電腦鑰匙到相應的受控站操作；操作完成后，通過受控站將操作任務回傳到主站的集控防誤主機。若有多個操作，在受控站的操作人員可以通過受控站的通信適配器接收從主站下傳的操作票，進行操作；也可以直接在當地進行模擬預演，進行操作。如果操作任務臨時發(fā)生變化，操作人員可在受控站終止當前操作，然后接收主站下傳的操作票進行操作；也可以直接在當地進行模擬預演，再進行操作。

圖1 系統(tǒng)結構和組成Fig 1 System structure and composition

2.3 設備的閉鎖方式

依據國家電網公司2006年發(fā)布的《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》中防誤閉鎖功能實現基本原則，在變電站的微機防誤閉鎖方式的選擇時，需要根據設備的操作方式，提供完備的閉鎖方案，確保設備在任何地方操作都具備完善的閉鎖措施[2]。

1）臨時接地線、網門、柜門、間隔門的閉鎖。這類設備通常采用機械閉鎖的方式來實現閉鎖。由于監(jiān)控系統(tǒng)沒有采集這些設備，因此在所有設備在線的情況下，也可以采用電控鎖的方式來實現閉鎖。

2）隔離開關、接地刀閘等手動操作機構的閉鎖。這類常規(guī)的手動操縱存在設備操作是否到位的問題，所以可以考慮在設備上增加狀態(tài)檢測器來檢測設備是否到位，或增加驗電器來檢驗線路是否帶電。

3）斷路器、電動刀閘等電動操作機構的閉鎖。這類電動操作方式多種多樣，在閉鎖方案設計是要注意幾點：遠方操作（集控中心、主控室）應采用遙控閉鎖終端來實現電氣回路強制閉鎖；間隔層操作（匯控柜、端子箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣操作回路，也可采用閉鎖盒將就地操作按鈕罩住實現強制閉鎖；設備級操作（電腦鑰匙箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣回路，也可采用機械編碼鎖閉鎖電腦鑰匙箱門的方式實現強制閉鎖。

3 非微機防誤閉鎖裝置誤操作案例

由于傳統(tǒng)防誤閉鎖裝置所存在的固有缺陷，在國內化工企業(yè)內發(fā)生電氣誤操作事故的案例較多，以下是國內某化工企業(yè)發(fā)生的電氣誤操作事故案例。

案例1：一總變值班員在操作某35 kV線由副母線運行改為冷備用過程中，強行解鎖誤拉另一35 kV付母線閘刀，造成帶負荷拉閘事故發(fā)生。事故造成大面積甩負荷（共甩負荷198.0 MW），1臺110 kV主變損毀，電廠機組解列。

案例2：某公司值班電工在操作6 kV一配一線由冷備用改為開關及線路檢修時，發(fā)生了帶電合接地閘刀事故。短路沖擊造成處在同一系統(tǒng)運行的多單位設備跳閘。

案例3：自備電廠發(fā)生了6 kV 02#廠用線帶接地閘刀送電短路事故，造成3人不同程度電弧燒傷。同時造成該電廠出力基本降為0，多單位生產裝置停車，公司共甩用電負荷100 MW。

從上列3起誤操作事故是較為典型的帶負荷拉隔離開關、帶電合接地閘刀和帶接地線合閘事故，造成大面積的停電、設備損壞及人員傷害，雖然這些電氣設備都有傳統(tǒng)的防誤閉鎖裝置，也有相應的操作規(guī)程，但人為因素的存在，還是釀成事故。

若采用微機防誤閉鎖裝置，則對案例1，操作人員走錯間隔，正常電腦鑰匙無法解鎖操作，若采用智能解鎖鑰匙現場解鎖，但其違反防誤規(guī)則，主機依然禁止鑰匙對設備進行解鎖操作，并給出相關的錯誤操作提示；對案例2，操作程序發(fā)生錯誤，在對側線路未改冷備用前，本側線路接地閘刀無法用電腦鑰匙解鎖操作；對案例3，在對側線路接地閘刀未拉開情況下，本側開關柜間隔門由于有電控鎖閉鎖，電編碼鎖閉鎖電氣回路，正常電腦鑰匙無法解鎖操作。因此，采用微機防誤閉鎖裝置可以有效防止上述3起事故發(fā)生。

4 結束語

微機防誤操作系統(tǒng)，經過了電力系統(tǒng)多年的實踐驗證，已經證明是電力防誤操作最合適的技術。針對化工企業(yè)變電站，只需按微機“五防”結構設置相應設備，對原有傳統(tǒng)防誤閉鎖裝置進行局部改造而不涉及主體電氣設備，即可實現微機防誤閉鎖裝置功能，大大降低電氣誤操作事故發(fā)生。

[1]國家電網公司.防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定（能源安保[1990]1110號）[M].北京：中國電力出版社,2003.

[2]國家電網公司.防止電氣誤操作安全管理規(guī)定[M].北京：中國電力出版社,2006.

Application of Microcomputer Anti-misoperation Lockout Device in Chemical Enterprise Substation

Mi Wei
（Production&Operation Department of Juhua Group Corporation,Quzhou,Zhejiang 324004）

This paper introduced the structure and working process of microcomputer anti-misoperation lockout device,and proposed the anti-misoperation molding which combining the microcomputer with"five prevention"logic,computer keys and code locking through comparing with the traditional anti-misoperation technology and combining with chemical enterprise misoperation accident case,which completely eliminated the shortcomings in traditional anti-misoperation lockout device including lockout insufficiency,complex operation,complicated installation and low reliability and so on,greatly enhanced the safety and reliability of power supply in chemical enterprises.

microcomputer anti-misoperation lockout device;substation;five prevention

TQ083+.1

B DOI10.3969/j.issn.1006-6829.2012.03.017

2012-03-06；

2012-04-15