宓 偉

（巨化集團(tuán)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部，浙江 衢州 324004）

化工企業(yè)變電站微機(jī)防誤閉鎖裝置的應(yīng)用

宓 偉

（巨化集團(tuán)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部，浙江 衢州 324004）

介紹了微機(jī)防誤閉鎖裝置結(jié)構(gòu)及工作流程，通過與傳統(tǒng)防誤技術(shù)的比較并結(jié)合化工企業(yè)誤操作事故案例，提出了采用微機(jī)加“五防”邏輯加電腦鑰匙加編碼鎖具的防誤操作模式，以徹底消除傳統(tǒng)防誤裝置閉鎖不全、操作復(fù)雜、安裝繁瑣、可靠性低的缺點(diǎn)，大大提高化工企業(yè)供電的安全可靠性。

微機(jī)防誤閉鎖裝置；變電站；五防

變電站的電氣誤操作可能造成大面積的停電、設(shè)備損壞、人身傷害、甚至引起電網(wǎng)振蕩瓦解等嚴(yán)重后果。為了有效防止運(yùn)行電氣設(shè)備誤操作引起的人身和重大設(shè)備事故，原水利電力部于1990年以法規(guī)形式（能源安保19901110號(hào)）行文規(guī)定了電氣防誤的管理、運(yùn)行、設(shè)計(jì)和使用原則提出了電氣設(shè)備“五防”的要求[1]?！拔宸馈笔侵福?）防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開關(guān)；2）防止誤拉、誤合斷路器；3）防止帶地線或接地閘刀合閘；4）防止帶電掛接線或合接地閘刀；5）防止誤入帶電間隔。

當(dāng)前在國(guó)內(nèi)使用的防誤閉鎖裝置有多種形式，主要有機(jī)械連鎖、電氣閉鎖、電磁鎖、程序鎖和微機(jī)防誤閉鎖等。隨著防誤閉鎖領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，微機(jī)防誤閉鎖裝置已在電力系統(tǒng)推廣運(yùn)用，成為電力自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域里的一個(gè)重要分支，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的防誤閉鎖系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)或者很難實(shí)現(xiàn)的防誤功能，在保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行方面發(fā)揮了積極的作用。

化工企業(yè)變電站對(duì)電力新設(shè)備新技術(shù)認(rèn)知不同、投入不同，目前絕大部分仍然在使用前4種方式的防誤閉鎖裝置，他們的共同缺點(diǎn)是不能滿足全站的閉鎖需求，往往只能閉鎖部分設(shè)備或滿足部分“五防”功能。

1 微機(jī)防誤閉鎖裝置簡(jiǎn)介

微機(jī)防誤閉鎖裝置采用微機(jī)加“五防”邏輯加電腦鑰匙加編碼鎖具的防誤操作模式，徹底消除了傳統(tǒng)防誤裝置閉鎖不全、操作復(fù)雜、安裝繁瑣、可靠性低的缺點(diǎn)，簡(jiǎn)單、方便、可靠。

1.1 結(jié)構(gòu)和工作流程

微機(jī)防誤閉鎖裝置從結(jié)構(gòu)上分為站控層、間隔層、過程層，由防誤主機(jī)、電腦鑰匙、電腦鑰匙裝置和各類鎖具組成，防誤主機(jī)根據(jù)防誤規(guī)則和模擬預(yù)演步驟，生成實(shí)際操作程序，再根據(jù)設(shè)備閉鎖方式的不同采用3種方式進(jìn)行開鎖操作：電腦鑰匙開鎖，通過電腦閉鎖控制單元等直接控制智能鎖具開鎖，通過通訊接口對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行監(jiān)控。

運(yùn)行人員按照防誤主機(jī)及電腦鑰匙的提示，依次對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。當(dāng)操作不符合程序時(shí)，設(shè)備拒絕開鎖，使操作無法進(jìn)行，從而防止誤操作的發(fā)生。防誤主機(jī)通過跟蹤現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)、接收電腦鑰匙的回傳信息，對(duì)當(dāng)前操作進(jìn)行確認(rèn)后，進(jìn)行下一步操作，直到操作任務(wù)完成。

1.2 智能解鎖鑰匙管理

“五防”裝置本身也存在發(fā)生故障無法正常使用的情況，所以所有的“五防”鎖具都必須配備有萬能解鎖鑰匙，以備裝置故障時(shí)，可以通過萬能解鎖鑰匙緊急解開需要操作設(shè)備上的“五防”鎖具，不影響實(shí)際操作。而由于傳統(tǒng)的解鎖鑰匙不帶任何防誤手段，即一旦拿解鎖鑰匙操作就不能保證操作的正確性，很有可能由于隨意解閉鎖設(shè)備造成誤操作事故。

針對(duì)解鎖鑰匙管理的重要性，微機(jī)防誤閉鎖裝置在目前市場(chǎng)上主要有智能解鎖鑰匙管理機(jī)、智能解鎖管理系統(tǒng)和智能解鎖鑰匙3種解決方案，通過技術(shù)手段來防范解鎖鑰匙濫用問題。考慮化工企業(yè)變電站的自身特性，一般建議采用智能解鎖鑰匙，其本身就是“五防”電腦鑰匙，具備完善的正常操作功能和完備的解鎖管理功能，集防誤操作和解鎖管理于一體，減少了設(shè)備，方便了管理和使用。

1.3 與傳統(tǒng)防誤技術(shù)比較

1）電氣防誤閉鎖回路是一種現(xiàn)場(chǎng)連鎖技術(shù)，主要通過相關(guān)設(shè)備的輔助接點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)閉鎖。這是電氣閉鎖組最基本的形式，閉鎖可靠，但這種方式需要接入大量的二次光纜，接線方式較為復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)較為困難，機(jī)械閉鎖更是如此；微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)一般不直接采用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的輔助接點(diǎn)，接線簡(jiǎn)單，通過微機(jī)防誤系統(tǒng)的規(guī)則庫(kù)和現(xiàn)場(chǎng)鎖具實(shí)現(xiàn)防誤閉鎖。

2）電氣閉鎖回路一般只能防止開關(guān)，隔離刀閘和電動(dòng)刀閘的誤操作，對(duì)誤入帶電間隔，接地線的掛接（拆除）等無能為力，不能實(shí)現(xiàn)完整的“五防”；微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，編寫相應(yīng)的“五防”規(guī)則，可以實(shí)現(xiàn)較為完整的“五防”。

3）微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)供電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)用內(nèi)部的防誤程序提供正確的防誤方案，從而可以靈活地具有以往“五防”系統(tǒng)的各種功能，還可以有效的防止操作過程中漏項(xiàng)導(dǎo)致誤操作的問題和操作過程中的設(shè)備變位問題。

4）在不同運(yùn)行方式的變化下，微機(jī)五防能夠適應(yīng)不同的要求，這是傳統(tǒng)的五防沒有辦法做到的。

5）隨著高壓帶電顯示閉鎖裝置的出現(xiàn)，把驗(yàn)電也加入閉鎖中，可有效防止可能造成的事故。

2 化工企業(yè)變電站的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成

集控主站包含主站防誤主機(jī)（PC機(jī)或模擬屏）、通訊適配器、電腦鑰匙等；受控站包含防誤主機(jī)（PC機(jī)或模擬屏）、通訊適配器、電腦鑰匙、鎖具、遙控閉鎖裝置等。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成見圖1。

2.2 操作流程

操作人員在集控站防誤主機(jī)上進(jìn)行模擬預(yù)演操作，形成操作票，通過集控中心的通信適配器，將操作票傳給電腦鑰匙，操作人員持電腦鑰匙到相應(yīng)的受控站操作；操作完成后，通過受控站將操作任務(wù)回傳到主站的集控防誤主機(jī)。若有多個(gè)操作，在受控站的操作人員可以通過受控站的通信適配器接收從主站下傳的操作票，進(jìn)行操作；也可以直接在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行模擬預(yù)演，進(jìn)行操作。如果操作任務(wù)臨時(shí)發(fā)生變化，操作人員可在受控站終止當(dāng)前操作，然后接收主站下傳的操作票進(jìn)行操作；也可以直接在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行模擬預(yù)演，再進(jìn)行操作。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成Fig 1 System structure and composition

2.3 設(shè)備的閉鎖方式

依據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司2006年發(fā)布的《防止電氣誤操作安全管理規(guī)定》中防誤閉鎖功能實(shí)現(xiàn)基本原則，在變電站的微機(jī)防誤閉鎖方式的選擇時(shí)，需要根據(jù)設(shè)備的操作方式，提供完備的閉鎖方案，確保設(shè)備在任何地方操作都具備完善的閉鎖措施[2]。

1）臨時(shí)接地線、網(wǎng)門、柜門、間隔門的閉鎖。這類設(shè)備通常采用機(jī)械閉鎖的方式來實(shí)現(xiàn)閉鎖。由于監(jiān)控系統(tǒng)沒有采集這些設(shè)備，因此在所有設(shè)備在線的情況下，也可以采用電控鎖的方式來實(shí)現(xiàn)閉鎖。

2）隔離開關(guān)、接地刀閘等手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的閉鎖。這類常規(guī)的手動(dòng)操縱存在設(shè)備操作是否到位的問題，所以可以考慮在設(shè)備上增加狀態(tài)檢測(cè)器來檢測(cè)設(shè)備是否到位，或增加驗(yàn)電器來檢驗(yàn)線路是否帶電。

3）斷路器、電動(dòng)刀閘等電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的閉鎖。這類電動(dòng)操作方式多種多樣，在閉鎖方案設(shè)計(jì)是要注意幾點(diǎn)：遠(yuǎn)方操作（集控中心、主控室）應(yīng)采用遙控閉鎖終端來實(shí)現(xiàn)電氣回路強(qiáng)制閉鎖；間隔層操作（匯控柜、端子箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣操作回路，也可采用閉鎖盒將就地操作按鈕罩住實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖；設(shè)備級(jí)操作（電腦鑰匙箱）可采用電編碼鎖閉鎖電氣回路，也可采用機(jī)械編碼鎖閉鎖電腦鑰匙箱門的方式實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖。

3 非微機(jī)防誤閉鎖裝置誤操作案例

由于傳統(tǒng)防誤閉鎖裝置所存在的固有缺陷，在國(guó)內(nèi)化工企業(yè)內(nèi)發(fā)生電氣誤操作事故的案例較多，以下是國(guó)內(nèi)某化工企業(yè)發(fā)生的電氣誤操作事故案例。

案例1：一總變值班員在操作某35 kV線由副母線運(yùn)行改為冷備用過程中，強(qiáng)行解鎖誤拉另一35 kV付母線閘刀，造成帶負(fù)荷拉閘事故發(fā)生。事故造成大面積甩負(fù)荷（共甩負(fù)荷198.0 MW），1臺(tái)110 kV主變損毀，電廠機(jī)組解列。

案例2：某公司值班電工在操作6 kV一配一線由冷備用改為開關(guān)及線路檢修時(shí)，發(fā)生了帶電合接地閘刀事故。短路沖擊造成處在同一系統(tǒng)運(yùn)行的多單位設(shè)備跳閘。

案例3：自備電廠發(fā)生了6 kV 02#廠用線帶接地閘刀送電短路事故，造成3人不同程度電弧燒傷。同時(shí)造成該電廠出力基本降為0，多單位生產(chǎn)裝置停車，公司共甩用電負(fù)荷100 MW。

從上列3起誤操作事故是較為典型的帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)、帶電合接地閘刀和帶接地線合閘事故，造成大面積的停電、設(shè)備損壞及人員傷害，雖然這些電氣設(shè)備都有傳統(tǒng)的防誤閉鎖裝置，也有相應(yīng)的操作規(guī)程，但人為因素的存在，還是釀成事故。

若采用微機(jī)防誤閉鎖裝置，則對(duì)案例1，操作人員走錯(cuò)間隔，正常電腦鑰匙無法解鎖操作，若采用智能解鎖鑰匙現(xiàn)場(chǎng)解鎖，但其違反防誤規(guī)則，主機(jī)依然禁止鑰匙對(duì)設(shè)備進(jìn)行解鎖操作，并給出相關(guān)的錯(cuò)誤操作提示；對(duì)案例2，操作程序發(fā)生錯(cuò)誤，在對(duì)側(cè)線路未改冷備用前，本側(cè)線路接地閘刀無法用電腦鑰匙解鎖操作；對(duì)案例3，在對(duì)側(cè)線路接地閘刀未拉開情況下，本側(cè)開關(guān)柜間隔門由于有電控鎖閉鎖，電編碼鎖閉鎖電氣回路，正常電腦鑰匙無法解鎖操作。因此，采用微機(jī)防誤閉鎖裝置可以有效防止上述3起事故發(fā)生。

4 結(jié)束語

微機(jī)防誤操作系統(tǒng)，經(jīng)過了電力系統(tǒng)多年的實(shí)踐驗(yàn)證，已經(jīng)證明是電力防誤操作最合適的技術(shù)。針對(duì)化工企業(yè)變電站，只需按微機(jī)“五防”結(jié)構(gòu)設(shè)置相應(yīng)設(shè)備，對(duì)原有傳統(tǒng)防誤閉鎖裝置進(jìn)行局部改造而不涉及主體電氣設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)微機(jī)防誤閉鎖裝置功能，大大降低電氣誤操作事故發(fā)生。

[1]國(guó)家電網(wǎng)公司.防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定（能源安保[1990]1110號(hào)）[M].北京：中國(guó)電力出版社,2003.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司.防止電氣誤操作安全管理規(guī)定[M].北京：中國(guó)電力出版社,2006.

Application of Microcomputer Anti-misoperation Lockout Device in Chemical Enterprise Substation

Mi Wei
（Production&Operation Department of Juhua Group Corporation,Quzhou,Zhejiang 324004）

This paper introduced the structure and working process of microcomputer anti-misoperation lockout device,and proposed the anti-misoperation molding which combining the microcomputer with"five prevention"logic,computer keys and code locking through comparing with the traditional anti-misoperation technology and combining with chemical enterprise misoperation accident case,which completely eliminated the shortcomings in traditional anti-misoperation lockout device including lockout insufficiency,complex operation,complicated installation and low reliability and so on,greatly enhanced the safety and reliability of power supply in chemical enterprises.

microcomputer anti-misoperation lockout device;substation;five prevention

TQ083+.1

B DOI10.3969/j.issn.1006-6829.2012.03.017

2012-03-06；

2012-04-15