試述發電廠電氣防誤閉鎖裝置應用局限性與管理

摘 要：發電廠電氣防誤閉鎖裝置是防止運行人員誤操作的重要技術措施，它能有效制止運行人員發生人為差錯，避免事故的發生。從而大大提高發電廠電氣運行設備操作的可靠性，但是每一種裝置都有它的局限性。

關鍵詞：防誤閉鎖裝置；機械類防誤閉鎖裝置；電氣類防誤閉鎖裝置；微機類防誤閉鎖裝置；局限性；防誤閉鎖裝置的管理

發電廠電氣誤操作事故是危害極大的責任事故，中國國電集團公司、國電集團東北分公司、省公司以及各基層發電公司一直把此類事故列為必須杜絕的事故，在分析每年電力系統發生的幾起電力生產重大設備事故和造成人員重傷的情況后，可以發現設備的防誤功能存在缺陷，不能起到防誤作用是導致發生事故的重要原因之一。按照國家電網公司《防止電氣誤操作裝置管理規定》，凡有可能引起事故的一次電氣設備，均應裝設防誤裝置。如何有效應用電氣設備的防誤閉鎖裝置，以確保此類事故不再發生的課題亟待探討。

1 防誤閉鎖裝置的功能與應用

1.1 機械類防誤閉鎖裝置

1.1.1 隔離開關與接地刀閘之間的機械閉鎖

隔離開關與接地刀閘之間的機械閉鎖裝置主要用在35kV及以上的帶接地刀閘的隔離開關。其閉鎖原理是在隔離開關盒接地刀閘上各設計一個機械部件，利用機械轉動時相互限位，實現隔離開關和接地刀閘合閘唯一性閉鎖，從而避免接地刀閘合閘時隔離開關合閘送電、避免隔離開關在合閘時接地刀閘帶電合閘。這種閉鎖裝置實現簡單、直觀，閉鎖可靠，無法人為解鎖，作為刀閘產品的附屬功能，獲得廣泛的運用。

1.1.2 成套設備的斷路器與隔離開關、隔離開關與接地刀閘之間的機械連鎖

成套設備的斷路器與隔離開關、隔離開關與接地刀閘之間的機械連鎖裝置，主要用在35kV及以下的手車斷路器或成套開關柜，其閉鎖原理是通過機械設計實現斷路器（負荷開關）、隔離開關、接地刀閘的相互閉鎖，主要有：斷路器（負荷開關）在合位是隔離開關/手車不能操作；隔離開關/手車在合位時接地刀閘不能操作；接地刀閘在合位是隔離開關/手車不能操作。手車斷路器還包括手車斷路器拉出柜外時自動關閉手車隔離開關靜觸頭、線路接地刀閘沒有合上出線柜門無法打開。成套開關柜還包括實現線路停電時按斷開斷路器→斷開線路側隔離開關→斷開母線側隔離開關順序操作，送電時與此相反的閉鎖關系。這種閉鎖裝置完全由機械設計實現，閉鎖可靠，幾乎無法人為解鎖，并且閉鎖關系完備，不需其他輔助設施（如電源等），故障率低。作為手車斷路器或成套開關柜產品的附屬功能，由于其閉鎖關系簡單、可靠，因而獲得廣泛的運用。各廠家不斷改進其閉鎖功能，如使用剛性好的材料、使用數控機床生產、增設電氣閉鎖配合功能等，使得本來機構緊湊的成套設備更具運用前景，但是，這種閉鎖實現的前提是隔離開關和對應的接地刀閘為一體化設備，如果要實現隔離開關與其他設備的隔離開關或接地刀閘的閉鎖就非常困難。

1.2 電氣類防誤閉鎖裝置

1.2.1 電氣閉鎖

電氣閉鎖是通過控制電氣設備的操作電源來實現的，它適用于以電動、液壓、氣動作為動力的隔離開關和接地刀閘的閉鎖。電氣閉鎖由斷路器、隔離開關輔助觸點以及各種可以轉換為電氣觸點的閉鎖條件，按一定的關系連接后接入控制回路，實現對斷路器、隔離開關等設備的電氣操作閉鎖。電氣閉鎖可靠、邏輯完整，幾乎無法人為解鎖，因此在發電廠變電站得到了廣泛應用。

1.2.2 電磁鎖

把電氣閉鎖回路的閉鎖條件接到電磁鎖，在條件滿足時電磁鎖的電磁線圈通電，電磁鎖可以打開，從而實現操作閉鎖。它主要用于手動操作機構、電動操作機構的手搖裝置閉鎖。

電磁鎖由電磁部分、機械鎖部分和鑰匙組成，電磁部分和機械部分結合在一起，有電磁鎖銜鐵銷子控制機械鎖，電磁部分包括電磁線圈、電磁鐵、指示燈、按鈕。當閉鎖條件滿足時，按下電磁鎖按鈕，可聽到銜鐵動作響聲，指示燈放光，這時按下按鈕不松開，同時將開鎖鑰匙車插入鎖孔內，順時針轉動鑰匙則可打開，實現操作。電磁鎖與控制回路的電氣閉鎖一樣，閉鎖可靠、邏輯完整，必要時也易于解鎖，因此獲得廣泛運用。電磁閉鎖裝置原理簡單，實現便捷非同一體的開關設備之間就可以實現閉鎖，它在干燥的環境運行比較可靠，但受我們的國情所限，大多安裝在35kV及以下的室內設備上。

1.3 微機類防誤閉鎖裝置

微機防誤閉鎖裝置運用計算機采集信息，根據預先編制的閉鎖邏輯，分析運行人員操作的正確性，并據此發出允許、禁止、提示信息，確保操作的正確性。目前，電力系統已經廣泛使用微機防誤裝置，輔助防止運行人員誤操作。微機防誤裝置適用于各種接線方式，可以通過軟件修改操作閉鎖關系，靈活、方便的實現各種防誤閉鎖功能，甚至包括一次、二次設備的操作閉鎖，極具發展潛力。當前使用的微機防誤閉鎖裝置形式多樣、廠家眾多，閉鎖實現方式也不盡相同。裝置主要包括模擬屏、工控機、雙色數碼顯示器/漢子顯示器、專用鍵盤、全自動充電/通信裝置、計算機鑰匙、各類鎖具及套件。主要應用在各電壓等級所有斷路器、隔離開關、接地刀閘、臨時接地端、設備網門等。

裝置以工控機為核心設備，預先在系統中編寫了發電廠電氣一次主接線圖和一次設備的操作規則，并將其固化在存儲器中，進行模擬操作時，工控機根據固化的專家系統和一次設備的運行方式對每項操作進行判斷。若操作正確，則允許進行下一步操作；若操作錯誤，則顯示錯誤操作項的設備名稱及編號并通過語音提示錯誤的操作類型。模擬操作結束后，通過傳送座將模擬操作內容輸入到計算機鑰匙中。正式操作時，計算機鑰匙通過檢測操作對象的編碼鎖來確認操作對象的正確性。若操作對象正確，計算機鑰匙用語音發出允許操作提示，同時開發其閉鎖回路或機構，即可進行倒閘操作；若做錯間隔，計算機鑰匙用語音發出錯誤警告，提醒操作人員錯誤操作的類型，并通過液晶屏顯示當前錯誤操作的設備編號和應操作的設備編號。在操作過程中，計算機鑰匙實時監控操作執行情況，若某個操作未完成，將拒絕執行下一步操作，達到防誤的目的。微機防誤裝置優點是不采用現場設備的輔助接點，接線簡單，可以根據現場的實際情況編寫規則，缺點是在微機系統故障時將會無法進行倒閘操作，只能手動解鎖。

2 各種防誤閉鎖裝置實用的局限性

（1）隔離開關與接地刀閘之間的機械閉鎖：閉鎖關系過于簡單，難以與其他設備配合實現更完備的閉鎖關系。（2）中置開關柜或成套開關柜的機械連鎖：設計制造費用高，對材料和制造精度要求高，難以與其他設備配合實現更復雜的閉鎖關系；實際運用中由于制作精度和使用磨損、變形、變質等原因，經常出現閉鎖失靈或操作困難等故障。（3）電磁鎖：需要大量的斷路器、隔離開關的輔助接點，需要大量的電纜連接，使得閉鎖裝置需要增加較大投資。同時，由于鎖具本身以輔助觸點長年在戶外運行，使得電磁鎖經常出現卡澀、失靈，閉鎖裝置故障率較高，故障查找困難。此外，部分電磁鎖閉鎖裝置運行需要電源支持，管理和維護都較為復雜。（4）電氣閉鎖：需要大量的斷路器、隔離開關的輔助接點，需要大量的電纜連接，使得閉鎖裝置需要增加較大投資。同時，由于鎖具本身以輔助觸點長年在戶外運行，使得電氣閉鎖回路故障率較高，故障查找困難。此外，部分電氣閉鎖裝置運行需要電源支持，管理和維護都較為復雜。閉鎖裝置故障時，一般不能解鎖，只能手搖操作或等待專業檢修人員，缺乏靈活性。（5）微機防誤裝置：一是操作走空程序問題，即計算機鑰匙在斷路器、電動隔離開關操作時已經檢測到操作脈沖，但實際上這個脈沖只是感應電干擾，這將造成計算機鑰匙誤認為本項操作完成并提示下一步驟的操作，操作無法繼續進行，這就是所謂的“操作走空”問題。操作走空還可能表現為確實有操作命令脈沖，但由于其他原因實際上操作對象并沒有動作，但計算機鑰匙卻認為本項操作完成并提示下一步驟的操作。二是微機防誤系統是弱電系統，在高壓環境中運行，感應電干擾和計算機死機始終是一個棘手的問題。

3 防誤閉鎖的管理

3.1 建立管理制度，明確解鎖鑰匙使用的審批流程

發電廠電氣運行應結合防誤閉鎖裝置管理部門的要求，完善防誤管理機制，制定防誤管理制度，明確防誤系統，建立防誤裝置的臺賬的防誤規則庫，確定每套防誤系統的解鎖方式，制定解鎖鑰匙保管、使用規則和考核辦法，解鎖鑰匙按審批流程申請使用。

3.2 解鎖鑰匙加封

在制度完善的基礎上，應輔以解鎖鑰匙加封，確保解鎖鑰匙的有效管理。加封的解鎖鑰匙應發在運行值班人員易于取得的地方，特別是方便斷路器操作的地方，以便在緊急操作斷路器時使用。同時，解鎖鑰匙應按值移交。

4 結束語

防誤裝置是發電廠電氣運行重要的設備，應視同主設備要求進行檢查維護。防誤裝置的缺陷管理應與主設備缺陷管理相同，進入缺陷管理流程，明確責任，及時消缺、定期維護，確保其完好投入，以減少裝置故障而出現解鎖鑰匙的非正常使用。運行值班人員和有關作業人員應熟悉并掌握防誤裝置的原理、結構性能和操作程序，做好技術培訓工作，避免因人員技術水平問題造成解鎖鑰匙的使用風險。

參考文獻

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作者簡介：張錕（1978-），男，本科學歷，從事發電廠電氣運行工作。