變電站五防功能不完善分析及整改措施

(酒泉鋼鐵（集團）有限責任公司，甘肅嘉峪關 735100)

前言

變電站電氣五防功能是保證電網、設備和人身安全的重要措施。在《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求》（國能安全[2014]161 號）的第三章“防止電氣誤操作事故”第3.5 條明確規定：采用計算機監控系統時，遠方、就地操作均應具備電氣閉鎖功能。第3.7 條規定：對已投產尚未裝設防誤閉鎖裝置的發、變電設備，要制定切實可行的防范措施和整改計劃，必須盡快裝設防誤閉鎖裝置。

此外，變電站電氣操作都要按步序進行，每一個操作步序都是固定且不可隨意跳步的，因此為了防止變電站電氣誤操作事故的發生，將五防系統應用于電力系統加以維護和管理。

1 五防功能定義

五防是指在變電站的倒閘操作中防止惡性電氣誤操作事故的簡稱，其具體內容是：

（1）防止誤分、合斷路器；

（2）防止帶負荷分、合隔離開關；

（3）防止誤入帶電間隔；

（4）防止帶電掛地線或合接地刀閘；

（5）防止帶地線（接地刀閘）合隔離開關。

2 五防存在功能不完善問題分析

（1）許多老式站所未配置五防系統，無五防閉鎖邏輯，只能依靠人為控制，變電站操作人員因操作順序不當可能引起各種電氣設備誤操作。

（2）手動分合的隔離開關、接地開關，在其所在設備的操作把手或網（箱）無任何閉鎖。

（3）部分開關柜后柜門是個整體僅依靠螺絲直接固定無閉鎖、上下柜獨立但后上柜無閉鎖、后上柜不能獨立閉鎖依靠下柜門擋片對上柜門進行閉鎖，合上接地開關后下柜門機械閉鎖解除后上柜門可直接開啟，這些現象后上柜門可直接開啟，內部也未設計隔離擋板，易發生觸電事故。

（4）GIS 設備出線套管清掃時懸掛的接地線不受控，只能依靠管理沒有技術手段。

（5）部分老式高壓開關柜，后柜無任何機械或者電氣閉鎖功能，面臨淘汰。

（6）部分電容器本體柜、受電、母聯、電壓互感器、所用變、消弧消諧等開關柜無接地開關，后下柜無法形成機械閉鎖，不管是否有電，拆除螺絲后可直接打開后下柜門，帶電體裸露，易發生觸電事故。

（7）部分開關柜斷路器小車拉出后，靜觸頭絕緣隔板沒有防誤閉鎖功能，甚至有些閉鎖功能失效未得到有效管控，容易誤開柜門、誤碰帶電體造成觸電事故。

3 微機五防閉鎖系統原理簡介

微機五防閉鎖系統采用計算機為操作界面，主要配置有防誤主機、圖形軟件、電腦鑰匙及充電底座、各種鎖具和相關附件，系統中預先繪出一次系統接線模擬圖，與后臺監控系統實現相互通信，實現一次設備的自動對位，同時加入相應的邏輯控制規則，通過對一次設備加裝專用鎖具，對其操作實施強制閉鎖，系統對操作步驟進行一系列的模擬、預演、檢驗、傳輸操作票，運行人員按照倒閘操作票的順序，模擬預演后對設備進行操作，避免正常情況下由于操作順序不當而引起各種電氣設備誤操作，實現了五防要求。

微機五防閉鎖系統中的設備對位可通過顯示屏上的模擬元件直觀地反映系統的工作狀態，且通過記憶對位的方式或通過與監控通訊，接收監控系統發來的實時遙信，檢測顯示屏上各元件的狀態是否與實際設備的運行狀態一致，若不一致時則自動對位刷新狀態。

模擬操作時，在防誤主機上，按照倒閘操作任務進行模擬預演，檢驗操作票是否正確，若操作錯誤，則在顯示器上顯示相應信息并同時發出音響報警和錯誤信息，達到了防止各種誤操作的目的，同時也起到了仿真培訓的作用；模擬預演結束后，微機五防閉鎖系統將正確的操作內容自動存儲并傳輸到電腦鑰匙中，運行人員按照電腦鑰匙所顯示的設備號，進行倒閘操作，電腦鑰匙對違反五防規定或與操作票不符的操作實現強制閉鎖，通過其內部固化的閉鎖邏輯來判斷錯誤操作的類型，并以語音提示及液晶顯示方式警告操作人員；在倒閘操作完畢，電腦鑰匙放回防誤主機，通過電腦鑰匙反饋現場信息或狀態給防誤系統，實現顯示屏上設備狀態與現場設備狀態一致。

4 五防功能不完善整改措施

4.1 采用微機五防閉鎖系統

微機五防閉鎖系統有完善的閉鎖功能，能夠對斷路器、隔離開關、接地刀閘、臨時接地線、網門等實現強制閉鎖。不僅能滿足基本的五防閉鎖功能，還可實現旁路母線充電、帶路操作、倒母線操作、線路側驗電等復雜閉鎖功能。

微機五防系統鎖具主要包括：電編碼鎖、機械編碼鎖、機械掛鎖加閉鎖。采用電編碼鎖閉鎖方式、機械編碼鎖閉鎖、機械掛鎖加閉鎖附件方式，能適用于變電站內各種運行方式，在緊急狀態下，操作人員直接通過電解鎖鑰匙和機械解鎖鑰匙對所操作設備進行解鎖，無需操作的步驟直接使用跳步鑰匙跳過此步驟，系統出現問題后臺無法執行解鎖操作通過審批手續使用機械鑰匙進行解鎖。電編碼鎖閉鎖方式、機械編碼鎖閉鎖、機械掛鎖加閉鎖附件方式采用的都是無限編碼鎖片，一是整個微機五防閉鎖編碼系統不會出現重碼現象，每一個設備的編碼都是唯一的，二是克服了傳統的機械采碼技術所帶來的弊端，實現了無接觸、無連接線、無機械觸點，編碼和探頭之間交互信息依靠無線方式，從而提高了系統采碼的可靠性。具體整改措施如下：

（1）采取電編碼鎖閉鎖方式

針對未配置五防系統，無五防閉鎖邏輯，只能依靠人為控制，可以實現電氣閉鎖的采取電編碼鎖閉鎖方式，在GIS 設備的匯控柜面板上開孔安裝開關、隔離刀閘以及接地刀閘的電編碼鎖裝置，在控制回路中串接電編碼鎖的遙控閉鎖點，接線原理如圖1所示，電編碼鎖屏面安裝如圖2所示。

圖1 電編碼鎖接入控制回路原理圖

圖2 電編碼鎖屏面安裝前后圖

（2）采用機械編碼鎖閉鎖

（a）對于一些只能手動分合的隔離開關、接地開關，在其所在設備的操作把手或網（箱）門加裝機械編碼鎖，如圖3所示。

圖3 操作把手或網（箱）門機械編碼鎖

（b）對于開關柜后柜門整體的、上下獨立無閉鎖、依靠下柜閉鎖且內部無擋板，用螺絲固定的，無法實現電氣和機械閉鎖的，可以通過加工U 型片與螺絲連接，再將機械編碼鎖安裝在U型片上，不解鎖無法拆下柜門，從而防止人員誤入帶電間隔。

（c）針對GIS 設備進出線套管清掃時懸掛的接地線，將接地線撞樁焊接在接地點上，采用機械編碼鎖閉鎖控制，使其具有接地開關閉鎖的功能，如圖4所示。

圖4 接地線撞樁機械編碼鎖

（3）采取機械掛鎖加閉鎖附件方式閉鎖

（a）針對部分老式高壓開關柜，后柜無任何機械或者電氣閉鎖功能，打開后柜就可直接觸及帶電部位，這種無法實現電編碼和機械編碼的情況，可以通過加工U 型片與螺絲連接，再將機械掛鎖安裝在U型片上。

（b）受電柜、母聯柜、電壓互感器柜、所用變柜、消弧消諧柜帶有帶電顯示的，加裝電磁鎖，將電磁鎖的工作電壓接到帶電顯示的閉點，然后再到電磁鎖的線圈接點。當高壓柜有電時，帶電顯示亮起，同時輔助觸點斷開，電磁鎖線圈不得電，電磁鎖處于閉鎖狀態，打不開柜門；反之即可以打開柜門。

4.2 制度上的管控

（1）針對部分開關柜斷路器小車拉出后，靜觸頭絕緣隔板沒有防誤閉鎖功能，甚至有些閉鎖功能失效未得到有效管控的問題，運行人員做好防誤閉鎖裝置的定期檢查工作，納入到日常的定期工作。

（2）利用母線停電檢修機會對高壓開關柜聯鎖進行試驗，斷路器小車合閘狀態無法進出車、接地開關合位時斷路器小車無法進入、隔離開關與接地開關之間機械閉鎖等情況進行檢查，確保五防閉鎖功能的完好。

5 結論

對變電站五防功能存在問題進行分析和整改，從根本上完善了五防的功能。傳統的一些防誤閉鎖功能已無法滿足現代智能化水平的要求，老式設備五防功能的改造也存在一定的局限性，微機五防系統也已成為變電站綜合自動化、智能化的發展方向。