變電站“五防”技術概述

沈富寶（國網江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 南京 211002）

變電站“五防”技術概述

沈富寶
（國網江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 南京 211002）

介紹了我國電力行業提出“五防”的背景，闡述了“五防”的概念，以及為達到“五防”要求采取的技術措施，重點闡述了技術措施中的強制性閉鎖、提示性閉鎖及走空程序，總結了“五防”對電系統的重要作用。

電氣誤操作；“五防”技術；強制閉鎖；提示性閉鎖；走空程序

〔編者按〕 電氣誤操作可能造成嚴重后果，因此我國電力系統提出“五防”要求。“五防”技術經過幾十年的發展已經從機械程序鎖、電氣鎖到微機防誤以及最新的計算機監控防誤，我國電力系統自動化技術已經走在世界前列。為了使廣大電力企業技術人員能更好地了解、理解、運用“五防”技術，為電力行業安全操作保駕護行，本刊推出“五防技術”欄目，以饗讀者。

0 引言

電力行業誤操作是指人為原因造成的誤調度和電氣誤操作等。通常講的防誤操作，主要是指電力系統中防止5種電氣誤操作，簡稱“五防”。

1 “五防”產生的背景及概念

1.1 提出“五防”的背景

電力行業防止電氣誤操作是在1980年全國電力行業安全生產會議上提出的。根據當時水電部的統計，從1979年9月至1981年底，僅在發電廠和變電站等單位（不含用戶）就發生電氣誤操作事故1 717次，占整個誤操作事故的66.7 %，其中5種惡性誤操作事故占70 %以上，而且有多起造成嚴重后果。

在1981年1月至1982年9月的511次電氣誤操作事故中，占比最高的有5項，即帶負荷拉、合刀閘，誤拉開關，帶接地線合閘，帶電掛接地線，誤入帶電間隔等。上述5種事故，共占電氣誤操作事故的70.9 %。1982年在江蘇鎮江召開的防止電氣誤操作經驗交流會首先提出“五防”的初步概念，即：

（1） 防止帶負荷拉、合刀閘；

（2） 防止誤拉誤合開關；

（3） 防止帶接地線合閘；

（4） 防止有電掛接地線；

（5） 防止誤入帶電間隔。

要求發電廠和變電所的防誤操作裝置應實現以上5種功能。

1.2 明確規定“五防”要求

1988年3月，由國家機械委電氣局和水利電力部生產司，委托“兩部（委）防誤工作組”在起草的《防止電氣誤操作閉鎖裝置攻關工作總結》中，首次對“五防”進行了名詞解釋。“五防”是電力系統中5種防止電氣誤操作事故的簡稱。即：防止帶負荷拉、合隔離開關（或手車一次插頭）；防止誤分誤合斷路器；防止帶電掛接地線（接地刀）；防止帶接地線（或接地刀）合隔離開關（或手車一次插頭）；防止誤入高壓帶電間隔。不論在電力系統有關單位起草和頒布的防誤裝置技術和管理規范中，還是在機械程序鎖、微機防誤、監控防誤等電力行業標準，都是采用此次總結中的“五防”概念。

變電站的電氣誤操作可能造成大面積停電、設備損壞、人身傷亡，甚至引起電網振蕩瓦解等嚴重后果。為防止電氣設備誤操作引發的電網、人身和重大設備事故，結合中外電氣設備運行的實踐經驗，原能源部1990年對高壓電氣設備提出了“五防”的要求，以法規形式（能源安保［1990］1110號文）規定了電氣防誤的管理、運行、設計和使用原則。自此，電力部門要求高壓電氣設備必須安裝防誤閉鎖裝置，以達到“五防”要求，即：

（1） 防止誤分、誤合斷路器；

（2） 防止帶負荷誤分、誤合隔離開關；

（3） 防止帶電掛接地線或合接地開關；

（4） 防止帶地線（或接地開關）合斷路器（或隔離開關）送電；

（5） 防止誤入帶電間隔。

鑒于電氣誤操作將會產生嚴重后果，國家能源局和電力系統管理部門高度重視電氣防誤操作工作，并采用了各類防止電氣誤操作裝置（系統），以防止惡性誤操作事故的發生。

1.3 “五防”技術發展歷程

“五防”技術在我國先后經歷了20世紀70年代的機械程序鎖（簡稱程序鎖或機械防誤：需要很多鑰匙才能完成操作）、20世紀90年代的微機型防止電氣誤操作系統（簡稱微機防誤：由電腦鑰匙完成操作）、21世紀初的計算機監控防誤操作系統（簡稱監控防誤：不需要鑰匙就可以完成操作）。隨著智能電網的發展及智能變電站的逐漸普及，計算機監控防誤逐漸取代微機防誤和機械防誤，是計算機技術、通訊技術等科學技術進步的必然結果。計算機監控防誤操作系統滿足了電力系統自動化技術實際應用和變電站無人值班的發展需要，國家電網公司和南方電網公司都以企業標準的形式發文推廣使用。

2 “五防”技術措施

2.1 “五防”技術措施概述

防止電氣誤操作措施包括管理措施和技術措施，是人們長期經驗的積累和總結。管理措施主要包括操作票制度、工作票制度和崗位責任制度等。技術措施主要是應用機械結構和電氣原理對設備的操動機構進行強制閉鎖，即“五防”閉鎖技術。

2.2 強制性閉鎖及走空程序的提出

強制閉鎖性能是對防誤閉鎖裝置的一項最重要的技術要求。從1985年柳州會議《第2次防止電氣誤操作閉鎖裝置經驗交流會紀要》第1次提到強制性閉鎖，到2013年能源局《電力行業防止電氣誤操作安全管理規定》（送審稿）都規定了“五防”功能除“防止誤分、誤合斷路器”現階段因技術原因可采取提示性措施外，其余“四防”功能都必須采取強制性防誤措施。但在模擬預演完成之后，正式操作時，“防止誤分、誤合斷路器”也必須是強制性閉鎖。

2006年，《國家電網公司防止電氣誤操作安全管理規定》開始提出“強制性閉鎖”的定義。所謂“強制性防誤措施”是指：在設備的電動操作控制回路中串聯受閉鎖回路控制的接點或鎖具，在設備的手動操控部件上加裝受閉鎖回路控制的鎖具加以閉鎖。

1999年，DL/T687—1999《微機型防止電氣誤操作裝置通用技術條件》電力行業標準中最早出現“空程序”概念：在防誤程序執行中，編碼鎖開鎖后，編碼鎖控制的對象未從原有位置改變到規定位置，下一步程序能夠執行。這是針對微機防誤裝置中采用掛鎖而定義的，使用掛鎖就存在走空程序；除非安裝位置檢測鎖，否則只能稱作提示性閉鎖。1999年，在重新修定DL/T687—1999《微機型防止電氣誤操作裝置通用技術條件》電力行業標準時，DL/T687—2010《微機型防止電氣誤操作系統通用技術條件》又將“強制性閉鎖”進行了定義，即：在設備的電動操作控制回路中串聯由防誤主機控制的接點或鎖具，在設備的手動操作部件上加裝受防誤主機控制的鎖具，非防誤程序，不能被操作。將“空程序”和“強制閉鎖”分開定義，實際上給以后電力系統倒閘操作中因走空程序而造成的電氣誤操作留下隱患。

國家能源部1990年起草了《防止電氣誤操作裝置管理規定》（試行），并于1991年以能源安保（1990）1110號文件下發。其中附則第4條其他說明（1）規定，“對早期生產的機械程序鎖（含程序掛鎖），因結構問題，可以不操作設備而空走程序，可按能實現防誤功能要求統計，但規定實行之日后避免選用此類產品”。無法實現防止走空程序的防誤裝置不具備強制性閉鎖功能，存在安全隱患，應該禁止使用。

2.2 強制性閉鎖分析

現在的強制性閉鎖定義為:在設備的電動操作控制回路中串聯由防誤鑰匙或主機控制的接點或鎖具，在設備的手動操作部件上加裝受鑰匙或防誤主機控制的鎖具，非防誤程序，不能被操作，并在操作過程中不得產生空程序。強制性閉鎖是防誤裝置的鎖具及接點與電氣設備的操作機構等之間的閉鎖關系。即打開鎖具，方能進行操作，電氣設備操作到位，鎖具隨之將其狀態閉鎖。

以下從變電站倒閘操作的每一項操作步驟內容均包括閉鎖裝置開鎖，到電氣設備操作機構動作至極限位置（即電氣設備的合、分位置），操作到位后自動閉鎖，來探討強制性閉鎖。

如果防誤裝置在操作過程中只是按給定的順序打開鎖具（識碼開鎖），而電氣設備操作機構不操作或者操作不到位，即轉入下一步的開鎖操作，出現了走空程序現象，容易造成誤操作。常規閉鎖中的某些程序掛鎖，微機閉鎖中的編碼鎖（掛鎖）其實質是一種提示性閉鎖，在開鎖以后機構的操作過程中，事實上并沒有閉鎖作用的存在，屬于非強制性的防誤裝置。

防誤裝置具備防走空程序措施，保證了電氣設備必須操作到位，才能進行下一步操作。但電氣設備機構操作到位后如未自動實現閉鎖的功能，則當下一次進行反方向操作時，操作機構則處于無閉鎖狀態，誤操作事故仍可能發生。此類防誤裝置仍未達到強制性閉鎖的要求。

強制性閉鎖是將閉鎖作用貫穿于整個操作過程的閉鎖裝置。強制性閉鎖應具有以下特征：在電氣設備的閉鎖部位設置接點或安裝鎖具；不存在走空程序現象；正反向閉鎖都自動成立。

2.3 具有強制性閉鎖功能的防誤閉鎖裝置

具備強制性閉鎖功能是防誤裝置應遵循的一條基本原則，也是判別防誤裝置閉鎖性能優劣的最重要依據。

1984—1987年，按照強制閉鎖基本原則，原機械工業局和水利電力部生產司對有關防誤裝置進行樣機鑒定，包括福州第一開關廠和福州第三電器廠、鎮江高壓電器廠研制的高壓帶電顯示裝置；鎮江電工器材二廠、揚中電力電器廠、江山開關廠、沈陽高壓開關廠、西安高壓開關廠二分廠、江蘇如皋高壓電器配件廠研制的電磁鎖；鎮江電工器材二廠和南陽中南電控設備廠、大連鎖廠研制的機械程序鎖；河南獲嘉電器設備廠研制的輔助開關；還有北京開關廠、西安開關廠、天水長城開關等研制的具有“五防”功能的開關柜。

到目前為止，我國電力系統采用的“五防”閉鎖裝置主要有監控防誤、微機防誤、機械程序鎖、電氣閉鎖、機械聯鎖等。程序掛鎖現在基本沒有使用，除了微機防誤中采用的掛鎖，不能有效防止走空程序，存在安全隱患；其他防誤閉鎖裝置（技術）都不存在走空程序的問題，實現了真正意義上的強制閉鎖，有效地防止了電氣誤操作的發生。

3 結束語

隨著我國經濟的發展，電力行業安全高效運行顯得尤為重要。性能完善的防誤裝置是電力行業安全高效運行的關鍵之一，是有效防止因電氣誤操作引發的電網、人身和設備事故的重要技術措施。因此，變電站的防止電氣誤操作是電力系統安全生產工作的重中之重。“五防”技術的發展為防止電氣誤操作提供了有力保障，值得繼續深入研究。

1 錢家慶.怎樣防止與控制電氣誤操作［M］.北京：中國電力出版社，2011.

2 李春和，王開宇，李勝川.防止電氣誤操作技術及事故分析［M］.北京：中國電力出版社，2011.

2015-10-30。

沈富寶（1968-），男，工程師，主要從事變電運維工作，email：xthy1224@sina.com。