五防”機械程序鎖在發電廠的應用

時國瑜

(淮滬煤電有限公司田集發電廠，安徽 淮南 232098)

五防”機械程序鎖在發電廠的應用

時國瑜

(淮滬煤電有限公司田集發電廠，安徽 淮南 232098)

對某電廠電氣系統中存在的系統性“五防”功能缺失問題進行了分析，結合機械程序鎖的特點，介紹了不同系統中“五防”閉鎖邏輯的設計及機械程序鎖配置方案。通過應用“五防”機械程序鎖，完善了主變/高廠變、啟備變、發電機/勵磁變、6 kV廠用母線及低壓廠用變壓器等不同系統的整體“五防”閉鎖功能。

“五防”功能；機械程序鎖；閉鎖邏輯；電氣系統

0 引言

某電廠裝設有4×600 MW發電機組，發電機出口均設有GCB(Generator Circuit-Breaker，出口開關)，經主變壓器接入500 kV系統。共設2臺啟動/備用變壓器，為機組提供啟動、備用電源。每臺機組設2段6 kV廠用母線。

1 現場在“五防”功能上存在的問題

開關生產廠家一般會對單個開關設有良好的“五防”閉鎖裝置，但該電廠電氣系統的各設備間未設置完備的“五防”閉鎖裝置，因此在現場運行操作及檢修過程中存在較高風險。該電廠存在問題的回路主要有以下幾個。

(1) 主變/高廠變、啟備變回路。6 kV廠用母線工作電源進線開關、備用電源進線開關下斷口與高廠變、啟備變低壓側相連，上斷口與6 kV廠用母線相連。電源進線開關不能像負荷開關那樣安裝接地閘刀(為了防止發生帶電合接地閘刀的事故)；其后倉門沒有設置任何“防誤”閉鎖裝置。在主變高壓側、啟備變高壓側未停電的情況下，打開上述開關的后倉，則可能發生誤入帶電間隔的事故。

(2) 6 kV廠用母線回路。6 kV廠用母線檢修接地現場，采用在6 kV母線壓變后上倉裝設三相短路接地線的方式，打開后上倉柜門沒有任何閉鎖裝置，存在誤入帶電間隔的風險。

(3) 發電機、勵磁變回路。發電機避雷器倉、中性點壓變倉及勵磁變柜門與GCB之間亦未設置任何“防誤”閉鎖裝置，運行中打開上述設備柜門，同樣存在誤入帶電間隔的風險。

(4) 低壓廠變回路。低壓廠變柜門與高低壓側開關之間亦未設置任何“防誤”閉鎖裝置。在同一開關室內裝有多臺低壓廠用變壓器，在運行過程中可以任意打開低壓廠變柜門，極易發生誤入帶電間隔的事故。

現場因系統性的“五防”功能缺失，存在運行操作及檢修安全風險，而且僅靠工作經驗或各項規章制度很難將這些風險完全消除，應通過技術手段解決此類安全隱患。

2 機械程序鎖操作程序特點

機械程序鎖采用不銹鋼制作，能防雨、防潮、防霉、防塵、防腐蝕，可以長期在戶外和惡劣環境中使用。鑰匙上有鋼印編號，容易識別。每個鑰匙和鎖體上都有鑰匙密碼，具有唯一性，而且鑰匙采用雙面插拔，操作靈活、不卡澀。機械程序鎖操作程序具有如下幾個特點：

圖1 “五防”機械程序鎖配置

(1) 與操作票規定的操作程序完全一致，很容易被運行人員接受和掌握；

(2) 不存在微機“五防”閉鎖裝置“走空程”(操作過程中漏項)導致誤操作的問題；

(3) 沒有繁雜的二次控制回路，采用的是純機械的程序鎖形式，避免了電磁型閉鎖因控制電源失電而造成整個系統癱瘓的問題。

3 “五防”機械程序鎖現場應用

該廠采用加裝機械程序鎖，根據不同類型設備，通過鑰匙交換盒自由組合操作程序，進而達到系統性“五防”閉鎖功能。各系統“五防”機械程序鎖配置(以1號機組為例)如圖1所示。

3.1 主變/高廠變回路

因主變高壓側接地閘刀、低壓側接地閘刀在NCS，DCS系統及設備本體均設置相應控制邏輯及“五防”機械程序鎖，可以確保安全，所以在設計本閉鎖裝置邏輯時僅考慮工作電源進線壓變后下倉柜門閉鎖邏輯。主變/高廠變回路鑰匙交換盒邏輯配置如圖2所示。

圖2 主變/高廠變回路邏輯配置

此閉鎖邏輯為雙向邏輯。主變高壓側接地閘刀、主變低壓側接地閘刀、6 kV A段工作電源進線開關、6 kV B段工作電源進線開關的機械鎖鑰匙插入交換盒內并鎖定，此時授權于鑰匙交換盒中的6 kV A段和B段工作電源進線壓變后下倉鑰匙可以取出，并打開6 kV A段和B段工作電源進線壓變后下倉柜門；反之亦然。

其中，主變低壓側接地閘刀裝設的單模塊電磁鎖，控制電源為直流110 V，當主變低壓側接地閘刀合上時，該電磁鎖線圈帶電，方可鎖上鎖并取下鑰匙。主變/高廠變回路機械程序鎖現場安裝情況如圖3所示。

圖3 主變/高廠變回路機械程序鎖安裝

3.2 啟備變回路

啟備變回路“五防”機械程序鎖配置情況與主變/高廠變回路類似。啟備變高壓側接地閘刀及各6 kV母線段備用電源進線開關機械鎖鑰匙插入交換盒內并鎖定，此時授權于鑰匙交換盒中的各母線段備用電源進線壓變后下倉鑰匙可以取出，打開相應柜門；反之亦然。

3.3 發電機/勵磁變回路

同樣GCB中發電機側接地閘刀在DCS系統及本體均設置相應控制邏輯及“五防”，可以確保安全。在設計本閉鎖裝置邏輯時僅考慮發電機中性點、發電機出口避雷器(A，B，C三相)及勵磁變(高、低壓側)柜門閉鎖邏輯。發電機/勵磁變回路鑰匙交換盒邏輯配置如圖4所示。

圖4 發電機/勵磁變回路邏輯配置

此閉鎖邏輯為雙向邏輯。發電機側接地閘刀采用單模塊電磁鎖，控制電源為直流110 V，當發電機側接地閘刀合上時，該電磁鎖線圈帶電，方可鎖上鎖并取下鑰匙。發電機側接地閘刀機械鎖鑰匙插入交換盒內并鎖定，此時授權于鑰匙交換盒中的發電機出口避雷器柜、發電機中性點柜、勵磁變柜門鑰匙可以取出，打開相應柜門；反之亦然。

3.4 6 kV廠用母線回路

6 kV廠用母線回路閉鎖裝置邏輯設計為：工作、備用電源進線開關停電后，方可打開6 kV母線壓變后上倉柜門。6 kV廠用母線回路鑰匙交換盒邏輯配置如圖5所示。

3.5 低壓廠變回路

低壓廠變回路閉鎖裝置邏輯設計為：變壓器停電后，方可打開變壓器高、低壓側柜門。低壓廠變鑰匙交換盒邏輯配置如圖6所示。

圖5 6 kV廠用母線回路邏輯配置

圖6 低壓廠變邏輯配置

4 結束語

通過在現場各系統回路的應用，機械程序鎖能夠與各設備自身“五防”閉鎖功能有效配合，所組成的機械程序鎖，解決了復雜接線和運行方式的閉鎖要求，實現了系統性的全面“五防”功能，可以杜絕“帶接地閘刀送電”的惡性誤操作事故及“誤入帶電間隔”事故的發生。

1 宋占嶺，余 斌，王志林．變電站微機五防可靠性分析及改進[J]．電力安全技術，2011，13(8)：39-41.

2 雷春明，范滿元．廠用電系統的機械五防閉鎖原理及其方法[J]．電力建設，2008，29(6)：76-78.

3 王林森．電氣防誤操作裝置的應用及改進[J]．浙江電力，1994，16(4)：7-9.

2016-11-03。

時國瑜(1978—)，男，工程師，主要從事發電廠電氣運行管理工作，email：sgy1111@163.com。