關于配電網防誤系統的研究

代曉豐，黃國釗

(1.廣州供電局有限公司天河供電局，廣東 廣州 510620；2.華南理工大學，廣東 廣州 510630)

配電網作為面向中小客戶的終端電網，具有點多、面廣、線路長，倒閘操作頻繁，人均設備量大，安全矛盾突出等特點。近年來，我國電力系統發展迅速，配網結構日趨復雜，設備類型和數量種類也在不斷增加，工作中若對設備不熟悉，或稍有疏忽就可能出現誤操作事故，從而造成許多不必要的損失。因此，防止電氣誤操作事故是電力生產急需解決的重大技術問題。

1 配電網防誤現狀

電力系統中的電氣誤操作包括誤入帶電間隔、帶地線合閘、誤拉合開關、帶負荷拉刀閘、帶電掛地線等，這些都是威脅電力設備安全運行的頻發性故障，它可能導致大面積停電，電力設備毀壞，系統振蕩瓦解，甚至發生人員傷亡事故，給企業和社會帶來嚴重的損失。為實現電力設備的安全可靠運行，防止誤操作事故的發生，電力系統雖然強制推行高壓開關設備必須安裝防誤操作裝置，并采取多種管理措施和技術措施，以防止誤操作的發生，但仍未能從根本上杜絕此類事故。

目前配網設備防誤操作的主要技術保障是柜體本身的機械聯鎖，它能夠根據開關的位置情況，閉鎖接地刀閘的分合操作。但是由于開關柜操作孔掛鎖的開鎖鑰匙普遍為通用型，容易造成以下風險：

(1)如沒有認真核對操作設備的名稱和編號，則存在走錯間隔、操作錯誤設備的風險；

(2)對于兩面環網柜互聯，即執行不同柜體的操作時，沒有邏輯閉鎖，若操作順序不當可能造成電源側開關未斷，而誤合負荷側地刀等事故。

此外，部分投產時間較早的老舊開關柜，內部沒有防誤裝置，或防誤裝置存在功能設計不完善等缺陷，易導致防誤閉鎖功能缺失，加大了配網設備誤操作的風險。

2 防誤閉鎖裝置建設構思

2.1 總體構思

對于電網防誤操作事故的技術手段，最理想的狀態是采用微機防誤閉鎖裝置，即采用計算機系統控制。計算機系統由防誤計算機、防誤閉鎖軟件、機械編碼鎖、手持終端、解鎖鑰匙等功能元件組成。它是基于電網資源地理信息系統(即“GIS 系統”)，對配電設備機械編碼鎖進行管理，實現操作票操作步驟與操作對象編碼一一關聯，并轉換成邏輯操作序列功能的系統。考慮到對于配電網，需要與GIS對接重新建立龐大的后臺資源庫，操作邏輯編輯相對復雜，現場改造工程量巨大，既需要大量的資本投資，又增加了調度、操作人員的工作量，因此不建議廣泛使用。

針對配電網電氣誤操作以帶電掛(合)接地線(接地刀閘)、帶接地線(接地刀閘)送電對電網危害最大的特點。應在充分考慮配網調度、配網運行、配網業務特點的基礎上，以及在不增加運行人員工作量的前提下，采用維護少，設計簡單，無需使用操作終端、設備及通訊環節的防誤系統，實現對戶內外各類開關和刀閘設備電氣操作的邏輯防誤閉鎖，實現防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)、帶接地線(接地刀閘)送電的誤操作事故。

2.2 主要邏輯

2.2.1 設備閉鎖(電控鎖+高壓帶電顯示裝置)，可防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)

通過傳感器技術、電磁感應技術，構建一個應用便捷、閉鎖完整、自動靈敏、防誤理念先進、伸縮擴展靈活的便捷型配網智能防誤系統。主要包括電控鎖及高壓帶電顯示裝置，在設備端應用自動化的電控鎖及附件對設備的操作孔位及柜門實現物理強制閉鎖，添加的專用防誤型高壓帶電顯示裝置可與電控鎖產生自動聯動功能，達到設備端無電允許操作、對側無電開柜門及來電自動閉鎖的防誤要求。其主要功能如下。

(1)便捷防誤功能。系統僅包含高壓帶電顯示裝置及電控鎖2 部分，對于每個環網柜間隔，防誤設備安裝簡單便捷，運行人員無需增加任何設備，即可在現場完成防誤監護下的相應操作。

(2)高壓指示燈顯示功能。具有防誤聯動控制信號功能的高壓帶電顯示裝置，不僅可以通過指示燈清晰顯示傳感器提供的母線帶電情況，而且可以為電控鎖提供聯動控制信號，以防止誤操作事故的發生。

(3)“一鍵”操作功能。電控鎖提供“一鍵”操作按鈕，在高壓帶電顯示裝置驗得無電情況下，運行人員在防誤許可下完成“一鍵”解鎖操作，若帶電，則操作無效，解鎖失敗。

(4)驗電聯動操作功能。高壓帶電顯示裝置驗電過程中，驗電結果與電控鎖操作許可進行關聯。電控鎖的操作，需通過驗電判斷后才可進行，不可隨意在無防誤條件下操作。

(5)來電自動閉鎖功能。電控鎖在解鎖狀態下，若設備突然來電，高壓帶電顯示裝置可為其提供設備操作信號，令其自動閉鎖，防止誤操作的發生。

2.2.2 設備閉鎖(電控鎖+接地檢測裝置)，可防止帶接地線(接地刀閘)送電

通過傳感器技術、接地檢測技術，構建一個應用便捷、閉鎖完整、自動靈敏、防誤理念先進、伸縮擴展靈活的便捷型配網智能防誤系統。系統包括電控鎖及接地檢測裝置，在設備端應用自動化的電控鎖及附件對設備的操作孔位及柜門實現物理強制閉鎖，添加的專用接地檢測裝置可與電控鎖產生自動聯動功能，達到設備端及對側無接地允許操作、設備端及對側有接地閉鎖的防誤要求。其主要功能如下。

(1)便捷防誤功能。系統僅包含接地檢測裝置及電控鎖2 部分，對于每個環網柜間隔，防誤設備安裝簡單便捷，運行人員無需增加任何設備，即可在現場完成防誤監護下的相應操作。

(2)接地檢測功能。具有防誤聯動控制信號功能的接地檢測裝置，不僅可以通過檢測裝置清晰顯示傳感器提供的線路接地情況，而且可以為電控鎖提供聯動控制信號，以防止誤操作事故的發生。

(3)“一鍵”操作功能。電控鎖提供“一鍵”操作按鈕，在接地檢測裝置驗得線路無接地的情況下，運行人員可在防誤許可下完成“一鍵”解鎖操作；若線路接地，則操作無效，不得解鎖。

(4)接地檢測聯動操作功能。接地檢測裝置驗電過程中，接地檢測結果與電控鎖操作許可進行關聯。對電控鎖的操作，必須通過接地檢測判斷后才可進行，不可隨意在無防誤條件下操作?？膳c高壓帶電顯示裝置配合使用，在線路停電情況下進行接地檢測。

2.3 優點與缺點

2.3.1 優點

(1)防誤裝置維護少，設計簡單，無需使用操作終端設備及通訊環節。在不增加運行人員工作量的情況下，只需通過在開關柜安裝防誤閉鎖裝置，就可以有效防止配網運行操作的電氣誤操作事故。

(2)安裝設備閉鎖(電控鎖+高壓帶電顯示裝置)，可防止帶電掛(合)接地線(接地刀閘)；安裝設備閉鎖(電控鎖+接地檢測裝置)，可防止帶接地線(接地刀閘)送電。

(3)鎖具種類單一，閉鎖全面，具有不同設備的廣泛適應性，可在保證性能功用的同時節約成本。

(4)防誤閉鎖裝置省去了人工手動輸入操作密碼及電話通訊的耗時部分，有效地克服了時間與空間對操作任務的限制，提高了功能效率。

(5)創新性。通過檢測接地電阻的防誤閉鎖系統屬創新理念。防誤裝置結合配網的具體特點，研制接地檢測裝置，解決了無法判斷配網線路對側接地情況的問題。

因此，對于設備量大、管理范圍單一、邏輯判斷簡單、通訊時效性低的配網環境尤為適用，不僅可以協助配電網運行單位完成負荷開關、柜門與高壓帶電顯示裝置間的聯絡操作，而且解決了單一間隔內驗電與操作間的無關聯問題，達到單間隔簡單接地防誤閉鎖的功能。為配電網操作管理水平、可靠性和工作效率的提高提供基礎技術保障

2.3.2 缺點

以上防誤閉鎖裝置未能實現防止帶負荷拉、合隔離刀閘，防止誤分、合斷路器(開關)，防止誤入帶電間隔的要求，以及對于運行人員走錯間隔無任何提示，無法防止此類誤操作。

3 總結

配電網具有結構復雜、調度、運行、維護、檢修、改造等工作量大的特點，隨著對配網供電可靠性要求的不斷提高，在配網操作過程的各環節中，必須有效地避免誤調度、誤操作等帶來的巨大風險。提高配網管理和運行水平，建立配網防誤系統是確保配網精心調度、安全運行的一項重要技術措施。為避免大量投資，可以針對帶電掛(合)接地線(接地刀閘)、帶接地線(接地刀閘)送電，嘗試采用設備閉鎖(電控鎖+高壓帶電顯示裝置)以及設備閉鎖(電控鎖+接地檢測裝置)的方式，減少產生誤調度、誤操作的可能性，從而在總體上提高安全生產效率。

1 翁治江．基于風險評估的配網防誤分析[J]．電氣技術，2011(5).

2 陳新圣．采用微機監控方式時“五防”原則討論[J]．華東電力，2002(1).