水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

■高 松 ■贛州市水利電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，江西 贛州 341000

電氣防誤系統(tǒng)是水電站中一個(gè)重要的組成部分，對(duì)整個(gè)水電站的安全運(yùn)行發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)在水電站中的電氣防誤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)逐漸向高科技方向發(fā)展，傳統(tǒng)的電氣防誤系統(tǒng)已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)今水電站的發(fā)展，需要對(duì)水電站的電氣防誤系統(tǒng)進(jìn)行革新，使其與時(shí)代發(fā)展相同步，為維護(hù)水電站的安全運(yùn)行發(fā)揮更加重要的作用。

1 水電站中防誤操作主要類型

水電站中有幾種經(jīng)常容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤操作需要加以防止，在電力系統(tǒng)中根據(jù)相關(guān)規(guī)定也提出了“五防”的防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，這“五防”分別是防止誤分、誤合斷路器;防止帶負(fù)荷拉、合隔離刀閘;防止帶電掛(合)接地線(接地開關(guān));防止帶地線(接地開關(guān))合隔離刀閘;防止誤入帶電間隔。在現(xiàn)在的水電站中為防止這些誤操作的出現(xiàn)，也都設(shè)置了相關(guān)防誤裝置和防誤系統(tǒng)，但是由于現(xiàn)在水電站中電氣裝置日趨復(fù)雜，各種操作更加繁瑣，傳統(tǒng)的電氣防誤系統(tǒng)不能完全避免這些誤操作的發(fā)生，這些誤操作仍是水電站中的比較大的安全隱患。傳統(tǒng)采取的防誤措施是傳統(tǒng)電氣防誤閉鎖回路，其依靠刀閘和開關(guān)的輔助作用來(lái)運(yùn)行，具有一定的穩(wěn)定性和安全性，但其缺陷是電纜需求量大、接線難度大。這種防誤措施只能防止一部分錯(cuò)誤操作，對(duì)于復(fù)雜的錯(cuò)誤操作則起不到很好的防誤作用。所以有必要采取比較先進(jìn)的防誤裝置和防誤操作系統(tǒng)，保證水電站更加安全高效地運(yùn)行。

2 水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵照一定的思路來(lái)進(jìn)行，根據(jù)錯(cuò)誤操作發(fā)生的機(jī)制有針對(duì)性的來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)防誤系統(tǒng)。可在以下幾方面來(lái)進(jìn)行防誤設(shè)計(jì)。首先在線路、主變間隔斷路器、刀閘等方面采取防誤操作閉鎖。在一般的水電站中常用的閉鎖裝置是電氣防誤閉鎖以及微機(jī)防誤閉鎖，如果是比較大的水電站則可以將兩者結(jié)合起來(lái)。在防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)于此有多種設(shè)計(jì)方式，其中一種設(shè)計(jì)方式是把微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)中的遙控閉鎖繼電器的接點(diǎn)和電氣二次閉鎖接點(diǎn)以串聯(lián)的方式接入斷路器和刀閘機(jī)構(gòu)操作回路中。另外在廠內(nèi)開關(guān)柜柜門上也可以采取閉鎖操作，可以在柜門裝設(shè)機(jī)械編碼所和點(diǎn)編碼鎖，如果是帶電的情況，柜門在這時(shí)沒(méi)有辦法打開，如果柜門沒(méi)帶電則可以打開柜門進(jìn)行檢修，通過(guò)這樣的方式可以確保操作人員和相關(guān)設(shè)備的安全，可以避免電力安全事故的發(fā)生。可進(jìn)行閉鎖操作的還有誤入主變高壓側(cè)避雷器外圍欄帶電間隔的情況，這個(gè)閉鎖裝置主要是為了防止主變送電時(shí)對(duì)在避雷器圍欄內(nèi)工作的人員造成傷害。可以在相關(guān)設(shè)備上安裝五防鎖，也可以實(shí)行“五防”軟閉鎖，要想遙控出口必須得到“五防”的相關(guān)命令后方可遙控出口。閉鎖裝置還有人工接地線閉鎖設(shè)計(jì)，對(duì)于無(wú)法通過(guò)輔助接點(diǎn)采集狀態(tài)信號(hào)的可以采用智能鎖具來(lái)采集相關(guān)信號(hào)并閉鎖。

3 水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在現(xiàn)在的水電站中有幾種主要的電氣防誤系統(tǒng)，主要有微機(jī)防誤系統(tǒng)、微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)防誤系統(tǒng)、藍(lán)牙防誤系統(tǒng)，這幾種系統(tǒng)各自有各自的防誤特點(diǎn)，對(duì)水電站中的防誤操作能起到很好的作用，下面對(duì)這幾種防誤系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。

3．1 微機(jī)防誤系統(tǒng)

微機(jī)防誤系統(tǒng)主要運(yùn)用的技術(shù)原理是微機(jī)五防技術(shù)，微機(jī)五防技術(shù)已經(jīng)在水電站設(shè)備防誤中得到了廣泛的應(yīng)用。其組成一般由主機(jī)、機(jī)械編碼鎖、電腦鑰匙、模擬屏、電氣編碼鎖等原件組成。如果對(duì)微機(jī)防誤系統(tǒng)的閉鎖裝置進(jìn)行分類，大致可以分成四類，分別為閘刀、開關(guān)、攔截網(wǎng)和地刀，這些裝置的閉鎖是通過(guò)機(jī)械編碼和電氣編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的。微機(jī)防誤系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)用微機(jī)五防技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化防誤閉鎖，還可以采集大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且通過(guò)與其他設(shè)備聯(lián)動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的電氣設(shè)備動(dòng)作指令。在微機(jī)防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要把水電站中的開關(guān)裝置都置于實(shí)遙信，和水電站中的監(jiān)控系統(tǒng)需要共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這樣可以有效防止走空程現(xiàn)象的發(fā)生。如果水電站中開關(guān)處于虛遙信的情況下，在這種情況下需要微機(jī)五防系統(tǒng)必須設(shè)置相關(guān)的防走空程措施。基于微機(jī)五防系統(tǒng)建立的微機(jī)防誤系統(tǒng)在水電站防誤工作中發(fā)揮著重要作用，給水電站的安全運(yùn)行以合理保障。

3．2 微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)防誤系統(tǒng)

微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)防誤系統(tǒng)主要由站控層、過(guò)程層和間隔層三部分組成，其包含的主要部分有防誤閉鎖主機(jī)、鎖具及其附件、網(wǎng)絡(luò)控制器、通信接口等。微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)防誤系統(tǒng)在實(shí)際工作中可以彌補(bǔ)微機(jī)防誤系統(tǒng)中存在的不足之處，對(duì)其是一個(gè)很好的補(bǔ)充。微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)防誤系統(tǒng)的基本原理是其在微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上引進(jìn)了微功耗無(wú)線傳輸模式，這種防誤系統(tǒng)可以把五防主機(jī)與無(wú)線電腦鑰匙有機(jī)連接起來(lái)，這就可以實(shí)現(xiàn)兩者的實(shí)時(shí)通信，還可以對(duì)操作任務(wù)和執(zhí)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)追蹤。這樣帶來(lái)的便利之處就是能提高運(yùn)行人員的工作效率和工作的準(zhǔn)確性，整個(gè)系統(tǒng)還具備了手動(dòng)巡檢和定時(shí)自檢的功能，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行有問(wèn)題可以及時(shí)作出安全警報(bào)，及時(shí)進(jìn)行處理，消除安全隱患。在具體設(shè)計(jì)中無(wú)線電腦鑰匙需要按照接受主機(jī)下達(dá)的操作指令顯示當(dāng)前操作項(xiàng)。微功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)防誤系統(tǒng)在具體運(yùn)用中可以減少操作人員的手動(dòng)操作，同時(shí)還能通過(guò)控制室對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作設(shè)備有一個(gè)實(shí)時(shí)了解。

3．3 基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化防誤系統(tǒng)

運(yùn)用藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化防誤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和防誤系統(tǒng)的資源共享，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程解鎖系統(tǒng)監(jiān)控操作。藍(lán)牙技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信，藍(lán)牙技術(shù)可以在水電站中的間隔層加以運(yùn)用，并且藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)的建立可以為水電站防誤系統(tǒng)提供可靠的信息通道。為了實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳輸可以先由藍(lán)牙設(shè)備組成匹克網(wǎng)，再由匹克網(wǎng)組成散射網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)防誤系統(tǒng)的信息聯(lián)動(dòng)。基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化防誤系統(tǒng)的藍(lán)牙硬件組成主要是藍(lán)牙模塊和藍(lán)牙芯片，藍(lán)牙模塊可以將射頻、鏈路管理器和基帶等集成于芯片上。另外在對(duì)水電站間隔內(nèi)的防誤鎖具進(jìn)行控制時(shí)是要實(shí)現(xiàn)弱電控制強(qiáng)電，在材料選擇上可以選用那些可靠性好、使用方便且壽命長(zhǎng)的材料來(lái)實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制。這是關(guān)于基于藍(lán)牙技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)化防誤系統(tǒng)的簡(jiǎn)單介紹。

4 結(jié)束語(yǔ)

水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整個(gè)水電站電氣設(shè)計(jì)中的重要一部分，直接影響著水電站運(yùn)行的安全性。在進(jìn)行水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要認(rèn)真分析水電站的實(shí)際運(yùn)行情況，然后采取合理有效的設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)，同時(shí)也要不斷對(duì)電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，使電氣防誤系統(tǒng)技術(shù)能更好適應(yīng)現(xiàn)在水電站發(fā)展的需要，同時(shí)也能起到更好的防誤作用。

［1］劉秋華．大中型水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．電力自動(dòng)化設(shè)備，2010，30(03):103 －105．

［2］林金波;謝振文．東江水電站防誤閉鎖使用的分析［J］．中國(guó)科技博覽，2013，(32):350．

［3］周獻(xiàn)．大中型水電站電氣防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］．通訊世界，2014，(22):167－168．