變電站五防系統(tǒng)配置分析

引言

電力生產(chǎn)中的電氣誤操作事故是電力系統(tǒng)頻發(fā)性事故之一，往往可能造成設(shè)備損壞、大面積停電甚至人身傷亡等重大事故。杜絕電氣誤操作是供電企業(yè)安全生產(chǎn)的重中之重。為了確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，避免各類誤操作事故的發(fā)生,必須切實(shí)采取防誤閉鎖及相關(guān)組織管理手段。為了有效防止因運(yùn)行電氣設(shè)備誤操作引發(fā)的人身和重大設(shè)備事故，我國(guó)早在1990年就在安規(guī)中提出了電氣設(shè)備的“五防”要求，并以法規(guī)的形式規(guī)定了防誤裝置的管理、運(yùn)行、設(shè)計(jì)和使用原則。2010年，廣東電網(wǎng)公司還制定了防止電氣誤操作閉鎖裝置運(yùn)行管理規(guī)定及相關(guān)技術(shù)規(guī)范。按照規(guī)定，新建、擴(kuò)建、改造的工程未安裝防誤裝置，或者已安裝但驗(yàn)收不合格的電氣設(shè)備不能投入運(yùn)行；項(xiàng)目管理單位在投運(yùn)前，必須要督促施工單位對(duì)防誤閉鎖系統(tǒng)做到“三同時(shí)”。目前，變電站的防誤系統(tǒng)主要由微機(jī)主機(jī)、電腦鑰匙和各種鎖具（數(shù)碼鎖）及電氣閉鎖節(jié)點(diǎn)等組成，在類別上分別有機(jī)械閉鎖、電氣閉鎖、邏輯閉鎖、程序閉鎖等；進(jìn)行五防閉鎖操作時(shí)，運(yùn)行人員通過(guò)模擬操作，應(yīng)與預(yù)先存儲(chǔ)的邏輯規(guī)則和狀態(tài)對(duì)每步操作進(jìn)行判斷，并通過(guò)串行接口通訊將操作步驟輸入電腦鑰匙中，然后由電腦鑰匙打開(kāi)裝于現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)設(shè)備上的編碼鎖進(jìn)行倒閘操作，以達(dá)到防誤操作的目的。本文就五防系統(tǒng)在變電站的各種配置類別進(jìn)行簡(jiǎn)單的討論。

1防誤閉鎖系統(tǒng)邏輯

防誤閉鎖系統(tǒng)邏輯主要是指五防電腦數(shù)據(jù)庫(kù)中的五防邏輯，目前有些綜合自動(dòng)化變電站使用的一體化防誤系統(tǒng)同時(shí)還存在間隔層的五防邏輯數(shù)據(jù)。所以，五防邏輯的正確與否直接關(guān)系到設(shè)備是否能夠正常安全操作。如果五防邏輯無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備防誤要求，不但會(huì)給變電站運(yùn)行操作人員帶來(lái)不便,同時(shí)也會(huì)給電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行帶來(lái)極大隱患；閉鎖邏輯不完善可能會(huì)給變電站的閉鎖操作帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)，對(duì)于復(fù)雜操作，也可能需要花費(fèi)過(guò)多的操作時(shí)間，使操作效率變低，停送電操作時(shí)間拉長(zhǎng)，從而使閉鎖系統(tǒng)的應(yīng)用受到一定限制。因此，設(shè)備在投運(yùn)使用前，變電站運(yùn)行人員必須參與相關(guān)防誤閉鎖系統(tǒng)邏輯的設(shè)計(jì)和驗(yàn)收。

1.1刀閘分閘條件

正常配置的防誤閉鎖系統(tǒng)要求廠家施工人員要提供完整的邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)，要能對(duì)全站設(shè)備的防誤邏輯導(dǎo)出電子版本。如果數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出的邏輯不是直觀的通用邏輯表，還必須要求廠家人員翻譯成通俗易懂的邏輯表，以便運(yùn)行人員查閱核對(duì)。變電站運(yùn)行人員核對(duì)導(dǎo)出的五防邏輯表要保證實(shí)現(xiàn)對(duì)全站的所有設(shè)備在進(jìn)行不同運(yùn)行方式倒閘操作時(shí)邏輯正確，不會(huì)出現(xiàn)誤操作的可能。依照有關(guān)防誤閉鎖管理的技術(shù)規(guī)范及驗(yàn)收規(guī)范,要逐一設(shè)備進(jìn)行解讀；對(duì)于刀閘分閘的條件，可以分為以下幾種情況進(jìn)行邏輯檢查。

第一，正常倒閘操作時(shí)的分閘操作邏輯，要保證對(duì)應(yīng)的斷路器在分閘位置，并能夠執(zhí)行分閘操作。個(gè)別條件不完善的,還必須有母線刀閘位置與負(fù)荷側(cè)刀閘位置有先后操作順序的閉鎖條件，此時(shí)如果拉開(kāi)母線側(cè)刀閘操作，必須還有一個(gè)負(fù)荷側(cè)刀閘在分開(kāi)位置的邏輯條件判據(jù)。

第二，倒母線方式下的刀閘分閘邏輯條件在五防邏輯中最容易被遺漏而出現(xiàn)安全隱患，因此，配置五防邏輯必須熟悉本站設(shè)備的接線方式，了解本站設(shè)備存在哪幾種運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)變，這樣才能充分完整地對(duì)五防邏輯進(jìn)行檢查。此種方式下的刀閘分閘操作邏輯條件必須是母聯(lián)斷路器在合閘位置,而且另外一把母線刀閘必須在合上位置，符合這個(gè)邏輯后，才可以對(duì)此刀閘分閘操作。

第三，對(duì)于旁路代路操作下的刀閘分閘邏輯，當(dāng)用旁路斷路器代某間隔斷路器運(yùn)行方式下的倒閘操作，在拉開(kāi)旁路側(cè)刀閘時(shí)，需要檢查的邏輯條件必須包含旁路斷路器在合閘位置條件、本間隔斷路器在分閘位置狀態(tài)下的邏輯，只有邏輯正確，才能對(duì)此刀閘進(jìn)行分閘操作。

第四，有關(guān)接地刀閘閉鎖邏輯，其所涉及網(wǎng)門(mén)等輔助設(shè)備的邏輯條件必須在考慮范圍內(nèi)，地刀是否存在其他條件的聯(lián)鎖條件等，都必須根據(jù)本站的實(shí)際條件來(lái)進(jìn)行逐一分析檢查。對(duì)于地刀邏輯，需要特別注意個(gè)別線路側(cè)地刀是否加入了線路側(cè)有電閉鎖的邏輯條件進(jìn)行判別，還必須對(duì)有關(guān)有電閉鎖條件進(jìn)行必要的檢查，包括使用有電閉鎖節(jié)點(diǎn)的繼電器是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等，否則，在模擬操作或?qū)嶋H操作中，就可能會(huì)出現(xiàn)由于條件不符合而導(dǎo)致閉鎖不能操作的情況。

1.2五防圖檢查

在核對(duì)正確廠家提供的五防邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)的同時(shí)，變電站運(yùn)行人員還必須對(duì)防誤邏輯在五防電腦一次圖或五防模擬屏上一次圖進(jìn)行模擬檢查，以檢查五防邏輯的有效性，確保經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的五防邏輯在實(shí)際應(yīng)用中不會(huì)出現(xiàn)異?；虿蛔恪Ｍǔ？梢詮囊韵聨追矫孢M(jìn)行檢查:

第一，按照正常停送電操作順序，對(duì)全站的所有設(shè)備進(jìn)行一次正常的停送電模擬操作；各間隔設(shè)備單獨(dú)操作時(shí)，邏輯條件要符合實(shí)際，能夠順利執(zhí)行模擬操作，沒(méi)有出現(xiàn)條件不符合的告警。

第二，按照正常停送電操作模擬時(shí)，模擬錯(cuò)誤的操作步驟，系統(tǒng)必須能夠正確出現(xiàn)步驟錯(cuò)誤的提示，特別是對(duì)帶負(fù)荷拉合刀閘、帶地刀或接地線合閘等條件進(jìn)行模擬演示時(shí)，系統(tǒng)必須能夠正確出現(xiàn)操作錯(cuò)誤的提示內(nèi)容。

第三，按照不同運(yùn)行方式或特殊運(yùn)行方式下的倒閘操作進(jìn)行模擬檢驗(yàn)，如倒母線操作、代路操作等，必須能夠正確識(shí)別不同方式下的模擬條件符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求，而不出現(xiàn)錯(cuò)誤提示或邏輯條件不符合規(guī)定等情況。

第四，要同時(shí)模擬兩組或多組人員同時(shí)操作。一組人員模擬完畢后，可取出五防鑰匙，然后由另一組人員再進(jìn)行其他間隔設(shè)備的模擬操作，系統(tǒng)應(yīng)能夠正常運(yùn)行而不相互影響,各組人員操作完畢后，回傳數(shù)據(jù)應(yīng)能正確識(shí)別。

對(duì)于有間隔層配置的五防系統(tǒng)邏輯，同時(shí)還必須對(duì)間隔層的五防邏輯進(jìn)行與上述五防電腦相同的檢驗(yàn)，以確保間隔層邏輯的正確性。同時(shí)，應(yīng)檢查間隔層對(duì)應(yīng)的閉鎖轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的硬節(jié)點(diǎn)，同時(shí)全面檢查間隔層中邏輯解鎖、硬件解鎖、五防閉鎖等方式下間隔層的正常使用。

2防誤閉鎖系統(tǒng)鎖碼

變電站五防鎖碼由于設(shè)計(jì)數(shù)量龐大，因此，在使用前容易出現(xiàn)錯(cuò)漏的概率也大。如果鎖碼出現(xiàn)錯(cuò)誤或混亂，將可能直接導(dǎo)致誤操作的事故發(fā)生，因此，五防鎖碼在變電站防誤系統(tǒng)工作中也是一項(xiàng)十分重要的項(xiàng)目。

目前，變電站比較常用的五防鎖碼有兩種，一種是珠海共創(chuàng)的8421鎖碼，另外一種是珠海尤特電子五防鎖碼。變電站運(yùn)行人員在檢查兩種鎖碼時(shí)的方法基本相同，具體方法如下：

首先，應(yīng)當(dāng)要求五防廠家提供電子版本的五防鎖碼表,對(duì)廠家設(shè)定的五防鎖碼表逐一進(jìn)行設(shè)備核對(duì)驗(yàn)收，查看是否存在相同重復(fù)的鎖碼。按照不同間隔設(shè)備進(jìn)行逐一分類標(biāo)識(shí),以免出現(xiàn)混亂。

其次，要在模擬屏進(jìn)行逐個(gè)間隔設(shè)備模擬，然后取出五防鑰匙進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)安裝在現(xiàn)場(chǎng)的五防鎖碼進(jìn)行檢查，查看模擬內(nèi)容與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備是否對(duì)應(yīng)，條件是否符合。

最后，在對(duì)五防鎖碼進(jìn)行驗(yàn)收的同時(shí)，還必須對(duì)所有設(shè)計(jì)的五防掛鎖或鎖座的標(biāo)識(shí)進(jìn)行檢查，查看所有的掛鎖與固定鎖座的編號(hào)、標(biāo)識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)備是否完全一致。

3防誤閉鎖系統(tǒng)電氣閉鎖回路檢查

變電站電氣閉鎖回路由于設(shè)計(jì)面比較廣，而且在設(shè)計(jì)、施工等過(guò)程中需要進(jìn)過(guò)多重檢查及驗(yàn)收，所以，出錯(cuò)的概率相對(duì)較低，但是，一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，后果又將是非常嚴(yán)重的，將會(huì)直接失去最后一道防止誤操作的防線。因此，變電站運(yùn)行人員如何介入到電氣閉鎖回路的驗(yàn)收以及檢查是否到位關(guān)系很大。筆者以為，對(duì)于變電站運(yùn)行人員而言，應(yīng)該從熟悉施工圖紙和現(xiàn)場(chǎng)接線等兩個(gè)方面對(duì)電氣閉鎖回路進(jìn)行檢查。

熟悉施工圖紙，首先要查閱施工圖紙資料上有關(guān)電氣操作回路部分。查看電氣閉鎖回路是否完善，有無(wú)存在錯(cuò)漏；對(duì)于電氣閉鎖回路上的每一個(gè)閉鎖節(jié)點(diǎn)，都必須清楚并思考是否合理;對(duì)于存在疑問(wèn)的，必須向施工單位或設(shè)計(jì)單位詢問(wèn)清楚。其次是變電站運(yùn)行人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接線的驗(yàn)收。在施工人員完成了相關(guān)設(shè)備的安裝及接線后，變電站運(yùn)行值班人員必須對(duì)所有的設(shè)備進(jìn)行一次操作驗(yàn)收。具體驗(yàn)收可以從以下幾方面進(jìn)行：

第一，單獨(dú)間隔停送電操作檢查。由變電站運(yùn)行人員對(duì)各間隔設(shè)備獨(dú)立進(jìn)行停電、送電的順序操作，應(yīng)不會(huì)出現(xiàn)異常情況。在操作過(guò)程中，可分別斷開(kāi)刀閘的控制電源或電機(jī)電源,刀閘必須立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)，重新合上電源后，刀閘也不應(yīng)該動(dòng)。操作過(guò)程中按下急停按鈕，刀閘要能夠立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

第二，在單獨(dú)間隔停送電操作驗(yàn)收時(shí)，再按照錯(cuò)誤的操作方式進(jìn)行操作，此時(shí)必須出現(xiàn)不能操作刀閘的情況。即：將本間隔斷路器合上，此時(shí)刀閘分閘或合閘操作必須無(wú)法進(jìn)行；而將斷路器分開(kāi)后，則能夠正常操作刀閘。同時(shí)要查看此回路上是否存在其他閉鎖節(jié)點(diǎn)，逐一進(jìn)行檢查。另外，看看回路是否有經(jīng)門(mén)控閉鎖的條件等。

第三，本間隔與母聯(lián)開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖回路的檢查。如果按照倒母線操作的邏輯進(jìn)行操作，那么此時(shí)，刀閘控制電源必須經(jīng)母聯(lián)間隔的互聯(lián)回路控制，而不是經(jīng)過(guò)本間隔的刀閘控制回路控制，檢查閉鎖回路電源的正確性。另外，也必須對(duì)母聯(lián)斷路器的位置閉鎖節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收。檢查倒母線操作時(shí)，可通過(guò)母聯(lián)斷路器分別在合閘位置與分閘位置時(shí)的狀態(tài)來(lái)檢查刀閘操作條件是否符合要求。

第四，檢查刀閘操作與地刀閉鎖條件的配合。如果將相應(yīng)刀閘的地刀合上，刀閘必須無(wú)法操作；拉開(kāi)地刀后，刀閘則能夠正常操作。

4防誤閉鎖系統(tǒng)的機(jī)械鎖檢查

變電站五防系統(tǒng)中的機(jī)械閉鎖設(shè)施現(xiàn)對(duì)穩(wěn)定，主要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)表現(xiàn)在安裝質(zhì)量上，因此，在進(jìn)行刀閘或地刀操作驗(yàn)收時(shí)，可以將相關(guān)的設(shè)備合上，以檢驗(yàn)是否起到機(jī)械閉鎖的作用，同時(shí)查看機(jī)械閉鎖卡位是否足夠，避免位置不同步造成設(shè)備損壞或事故。目前，變電站設(shè)備中的主要機(jī)械閉鎖部位都是在刀閘與地刀的相互閉鎖上，一般都通過(guò)機(jī)構(gòu)連桿等方式實(shí)現(xiàn)互鎖。因此，在檢查時(shí)，主要針對(duì)本站刀閘及地刀的機(jī)械部位進(jìn)行檢查就基本可以了。在部分柜式設(shè)備上檢查刀閘先后操作順序時(shí)，也存在機(jī)械閉鎖的方式，對(duì)于這種情況的檢查,除了正常操作方式以外，還必須進(jìn)行錯(cuò)誤的刀閘或地刀順序操作，此時(shí)，機(jī)械閉鎖必須起作用，應(yīng)能禁止設(shè)備操作。

5防誤閉鎖系統(tǒng)程序鎖及電磁閉鎖

在變電站防誤閉鎖系統(tǒng)中，除了上述的幾個(gè)閉鎖方式外,還有程序閉鎖和電磁閉鎖，甚至還有在線五防閉鎖系統(tǒng)等。在這里做一個(gè)簡(jiǎn)單檢查說(shuō)明。

程序鎖大多出現(xiàn)在舊式的柜體控制屏及開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備上,這是利用設(shè)備操作順序設(shè)計(jì)的一套操作程序鎖。操作時(shí)，應(yīng)按照設(shè)備預(yù)先設(shè)定的流程順序逐項(xiàng)開(kāi)鎖操作，只能操作完第一項(xiàng)后再取出鑰匙去開(kāi)第二項(xiàng)操作，否則無(wú)法操作。因此，在進(jìn)行此類設(shè)備的檢查時(shí)，必須熟悉設(shè)備的先后操作順序，否則將無(wú)法進(jìn)行余下的操作。在檢查時(shí)，也可以進(jìn)行跳步試驗(yàn)，但必須出現(xiàn)不能插入鑰匙的情況，否則就必須檢查是否存在缺陷。

對(duì)于電磁閉鎖的的檢查，目前變電站使用的閉鎖系統(tǒng)中,電磁閉鎖方式相對(duì)較少，只有少數(shù)的地刀在使用此功能。如地刀操作時(shí)接入電磁閉鎖卡扣，電磁閉鎖回路接入相應(yīng)設(shè)備的閉鎖節(jié)點(diǎn)，只有所有條件符合后，電源才能接通電磁鎖回路的電源，允許打開(kāi)電磁閉鎖卡扣，否則將無(wú)法打開(kāi)電磁鎖卡位而不能進(jìn)行地刀操作。

在線五防系統(tǒng)由于二次接線相對(duì)復(fù)雜，所以，目前的變電站較少使用在線五防系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，在線五防系統(tǒng)就是利用設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際位置來(lái)實(shí)時(shí)反應(yīng)設(shè)備狀態(tài)，通過(guò)設(shè)備的實(shí)時(shí)位置來(lái)判別是否符合防誤閉鎖條件，符合條件就立即開(kāi)放操作，否則閉鎖操作。所以，在進(jìn)行此類閉鎖系統(tǒng)的驗(yàn)收時(shí)，必須對(duì)所有相關(guān)設(shè)備的邏輯條件進(jìn)行分類梳理，然后按照現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際逐一間隔設(shè)備進(jìn)行操作檢查。當(dāng)閉鎖條件不符合時(shí),查看是否能夠操作，如果允許操作，說(shuō)明閉鎖回路存在缺陷。對(duì)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備及閉鎖條件都必須逐一進(jìn)行檢查，以確保所有設(shè)備都符合閉鎖條件投入運(yùn)行。

6結(jié)語(yǔ)

變電站的五防系統(tǒng)驗(yàn)收涉及范圍廣，很容易在檢查驗(yàn)收工作中出現(xiàn)錯(cuò)漏。特別是在變電站技改或新站建設(shè)投運(yùn)時(shí)，由于投運(yùn)時(shí)間比較緊迫，一般容易忽視許多日常驗(yàn)收必須要完成的項(xiàng)目，給變電安全及電網(wǎng)安全運(yùn)行留下安全隱患。因此，作為變電站運(yùn)行人員，必須充分認(rèn)識(shí)并結(jié)合實(shí)際開(kāi)展防誤閉鎖系統(tǒng)的檢查驗(yàn)收工作，才能從根本上消除系統(tǒng)出現(xiàn)的安全隱患,保障變電站人身設(shè)備及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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