電氣二次防誤閉鎖與微機防誤閉鎖分析

摘 要：變電運行涉及的電壓等級高，一旦發生誤操作后果將不堪設想。文章對電氣二次防誤技術與微機防誤技術進行了深入的剖析，并在此基礎上提出完整的變電站防誤解決方案，以期提升變電站安全運行水平。

關鍵詞：防誤閉鎖；微機防誤；分析

中圖分類號：TM631 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）33-0108-01

在我國幾十年的變電運行歷史上，不乏因誤操作而導致的“機”毀人亡的悲劇。“安全第一”始終是變電運行的第一要義。防誤操作除了要加強電力員工的安全意識和業務技能外，更主要的是必須有技術措施的保障。經過幾十年的發展，變電防誤技術取得了長足的進展，截止目前，已經擁有機械閉鎖、電氣閉鎖、微機防誤等三個大類。這三大類技術各有優缺點和適用場合，如何取長補短、形成完整的防誤方案一直是變電運行人員關注的重點。

本文將在闡述變電運行對防誤的具體要求的基礎上，分析電氣二次防誤與微機防誤的技術內涵，并設計出一個科學、可靠的變電防誤方案。

1 變電運行對防誤的要求

變電運行是電力系統五大環節（發、輸、變、配、用）的中間環節，起著承上啟下的作用。變電站一旦發生誤操作，輕者引起設備損壞、部分區域停電，重者則可能造成人身傷亡和電網瓦解，因此，“防誤”必須常抓不懈。

為了實現變電運行的長治久安，原水利電力部在1980年提出了“五防”概念，首次以法規的形式為電氣防誤的設計、施工、運行、管理等環節提供了最重要的理論依據。

“五防”是指：①防止誤入帶電間隔；②防止帶負荷拉、合隔離開關；③防止誤合、分斷路器；④防止帶電合接地閘刀或掛接地線；⑤防止帶接地閘刀或地線合閘。做到這五點，就可以杜絕誤操作的發生，具體防誤技術的考核也是以這五點為依據的。

2 電氣二次防誤技術分析

2.1 工作原理

電氣二次防誤是一種基于電氣聯鎖的技術，它主要通過在一些設備（如接地刀閘、隔離開關和斷路器）的二次操作回路中串入其他設備的輔助接點來實現閉鎖，是最基本的閉鎖形式。對照“五防”要求，電氣二次閉鎖大致有以下幾種工作方法：

①將表明斷路器合分狀態的輔助接點串入斷路器兩側刀閘的分合控制回路，從而保證斷路器在合位時行程被閉鎖，以此達到上文中提到的“五防”的第二條。②為了達到上文中提到的“五防”的第四條，往往將斷路器行程接點串入接地刀閘的合閘控制回路，以確保開關熱備用或運行狀態下接地刀閘合不上。當然，一般情況下，還會有雙“保險”，即斷路器行程與接地刀閘之間設計機械閉鎖。③為了達到上文中提到的“五防”的第五條，往往將表明接地刀閘位置的輔助接點串入與之有聯系的隔離開關或斷路器，以防止接地狀態下通電。④為了滿足特殊方式對刀閘的等電位操作，往往將表明母聯開關分合狀態的輔助接點串入刀閘的合閘回路，以確保刀閘不帶電。⑤電氣二次防誤很難在“防止誤入帶電間隔”和“防誤拉、合斷路器”這兩方面做到完善、可靠。

2.2 優缺點分析

2.2.1 優點分析

一經投產，使用起來無需額外操作，比較方便。另外，電氣二次防誤采用硬接點連接，邏輯清晰，性能也算可靠。

2.2.2 缺點分析

①閉鎖回路含有大量二次電纜，而二次回路存在絕緣損壞的可能，因此維護檢修比較困難。②涉及較多輔助接點，潛在故障率高（根據運行統計，設備的輔助接點在經常通流情況下容易損壞或接觸不良）。③戶外電磁鎖容易損壞，影響整體聯鎖功能。④電氣防誤的功能增減需要改動二次接線，一般要停電進行，驗收耗時長。

3 微機防誤技術分析

3.1 工作原理

微機防誤起源于20世紀80年代末，主要基于計算機技術，建立軟件形式的“五防”規則庫，再配以硬件閉鎖元件。微機防誤實現了“五防”的數字化，理論上適合任意復雜的一次系統，是防誤技術的巨大飛躍。微機“五防”的組成元件：模擬屏、主機、電腦鑰匙、電氣編碼鎖、機械編碼鎖等。其中，主機儲存所有變電設備的操作程序（指操作步驟和順序）和閉鎖邏輯；模擬屏顯示現場設備狀態（通過綜合自動化主機取得），并與工控主機相連；電腦鑰匙接收主機操作指令；不同編碼鎖在投產前被灌裝入不同閉鎖邏輯，用于各閉鎖點的閉鎖。

操作流程：①運行人員首先就某次設備操作任務在控制室模擬屏進行操作，該操作的每個步驟將自動與預先設定的模擬操作進行比對，若正確則一直繼續，若錯誤則閉鎖系統。②正確操作步驟確立后，通過主機將相關程序注入電腦鑰匙。③運行人員攜帶電腦鑰匙至設備現場對相應的機械編碼鎖或電編碼鎖進行解鎖操作。

3.2 優缺點分析

3.2.1 優點分析

①安裝方便，可帶電進行。②防誤功能調整或增減時工作量很小。③閉鎖功能強大，鎖具故障率低。④閉鎖邏輯一經設定，就非常可靠，不會發生電氣二次防誤中因二次線絕緣損壞而導致的邏輯損壞。

3.2.2 缺點分析

①當微機系統出現故障，若動用解鎖程序，則所有設備的“五防”將全部失去，從而帶來極大的安全隱患。②微機“五防”滿足運行人員的操作需求，但不能適應檢修人員的防誤要求（檢修人員拉合開關不可能先在模擬屏上虛擬操作再用電腦鑰匙，另外還有誤碰）。③微機“五防”容易出現“走空程”漏洞，即操作過程中有漏項仍能走完全程模擬操作，從而引發誤操作的隱患。④對于電動操作設備，微機“五防”很難避免因二次回路異常（如絕緣破壞）而帶來的誤合或誤拉。

4 可靠的防誤解決方案

4.1 對于新建變電站

對于新建變電站，若其所有刀閘和斷路器的位置顯示采用實遙信，且微機防誤接線圖數據來自變電站綜自系統的數據庫，則可以取消或不設計“電氣二次防誤”形式的閉鎖電路，而讓微機“五防”來獨立完成所有防誤功能。但這種情況務必要注意以下三點：

①所采用的微機“五防”系統必須具有“防空程”的措施。②應建立應對微機系統故障的應急方案（如采用一主一備機）、以及變電所失去所用電的措施（如配置UPS電源）。③對能夠電動操作的設備，其操作回路中須加入微機防誤的強制接點。

一般來說，多一層防誤措施，就會多一層潛在的故障點。因此，采用單一的微機防誤就不會出現不同防誤系統之間的矛盾，且能有效降低“五防”的解鎖概率。

4.2 對于改造變電站或部分新建變電站

對于改造變電站或部分新建變電站，若其所有刀閘和斷路器的位置顯示采用虛遙信，且微機防誤接線圖數據來自變電站綜自系統的數據庫，則可以將部分電氣二次閉鎖回路（如地刀電磁鎖）取消，改由微機防誤來完成。當然，其余保留電氣二次防誤的地方最好也配置微機保護，以作為運行人員的最后一道安全關。

4.3 對于110 kV等級及以上的GIS設備

對于110 kV等級及以上的GIS設備，因其全密封，應當保留完整的電氣二次防誤回路。對于330 kV及以上設備或雙母接線方式，宜以間隔為單位，有選擇選用電氣閉鎖裝置，另外加微機防誤系統，以形成科學、可靠的“五防”系統。

5 結 語

隨著變電站“五防”要求的逐步提升，微機防誤的“戰場”越來越大，但為了安全起見，在普及微機“五防”的同時，尚需適當保留沿用已久的電氣二次防誤措施，以形成良好的技術互補。

參考文獻：

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