变电站五防闭锁系统研究谢婷婷

变电站五防闭锁系统研究谢婷婷

谢婷婷胡清晖

（国网甘肃省电力公司检修公司甘肃兰州730070）

摘要：防误闭锁在变电站自动化系统中有着重要地位。本文通过对各种防误闭锁方法进行了分析和优缺点阐述，通过对各种防误闭锁方法的分析，提出了防误闭锁方法在变电站自动化系统的应用策略

关键词：变电站；五防；机械闭锁；误闭锁

引言：电气误操作事故是电力系统频发性事故之一，能造成设备损坏、大面积停电和人身伤亡等重大事故。为了确保电力系统安全稳定运行，避免各类误操作事故的发生，必须实施防误闭锁及相关组织管理手段。防误操作是变电运行管理的一项重要内容，受到了各级生产运行部门的重视。如果发生误操作事故，不仅可能使操作人员的人身受到严重伤害，也可能使运行设备受到严重损坏，并发生进一步停电事故。因此，除了制定必要的防误制度外，还有必要对运行设备的防误闭锁措施作一些研究。

1常见防误闭锁方式及其比较

1.1“五防”主要内容

防止带负荷分、合隔离开关；带电挂（合）地线（接地刀闸）；防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）；防止误入带电间隔；防止误分、合断路器。用技术措施防止以上五种恶性误操作，通常简称“五防”。

1.2机械闭锁

机械闭锁是靠设备操作机构的机械结构制约而达到相互联锁的闭锁方式，如隔离刀闸中的主刀与地刀间的闭锁。这种闭锁只能在一体化隔离开关中主刀与地刀间或成套开关柜中实现。结构简单，闭锁可靠，便于维护检查。

1.3电气防误闭锁是建立在二次操作回路上的一种防误功能。一般通过在操作回路上串入断路器和刀闸的辅助触点来实现闭锁功能。理论上电气联锁逻辑比较可靠，但是实际使用中存在很多严重的问题，

如下：

1.3.1断路器、刀闸等设备提供的辅助触点有限且不同电压等级间的联系很不方便，相关闭锁回路设计出现多余闭锁或者闭锁不到的情况。

1.3.2电气防误闭锁的实现需要接入大量二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难，且运行中存在开关辅助触点工作不可靠的问题。

1.3.3电气闭锁防误功能随二次接线而定，不易增加和修改。

1.3.4电气闭锁只能防止断路器、刀闸和接地刀闸的误操作，对误入带电间隔，接地线的挂接（拆除）等则无能为力，不能实现完整的五防功能。

1.4微机防误闭锁

微机五防装置通常由主计算机、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件（有的还结合一次主接线模拟屏）组成。现行微机防误装置闭锁的设备主要有：开关、刀闸、接地线（接地刀闸）、开关柜门（设备网门）。上述设备是通过微机锁具（电编码锁和机械编码锁）实现闭锁的，对上述设备须由软件编写操作闭锁规则（即数字闭锁逻辑）。

微机五防闭锁可以根据现场实际情况编写相应的“五防”程序，可以实现较为完整的“五防”功能。目前微机五防存在的问题及其解决方法如下：

1.4.1特殊运行方式下，防误操作逻辑存在冲突例如正常情况下要分合旁路刀闸时，必须先将旁母开关断开；如果再合上一把旁路刀闸，进行等电位操作，此时的旁母开关必须再合位。这两种情况下，对旁路刀闸的操作判断逻辑是冲突的。

解决方法：有运行人员根据现场实际和五防厂家沟通，结合公司下发运行规程，编制符合现场实际的闭锁逻辑。

1.4.2操作不到位的设备不能重复操作

在实际操作中，规定运行人员在操作后应检查设备的操作是否到位，一些运行时间较长的设备常会出现一次操作不到位的现象，需要重新操作使设备到位。微机防误的电脑钥匙一般采用前一项操作完成后即指向下一项操作的方式，当运行人员操作中遇到分相操作的接地刀闸，而五防程序只有一项，误将程序走到下一步，不能重复前一项操作内容，否则视为误操作。在正常情况下，这种方式给操作人员带来了方便，但对设备的重复操作，带来了较大困难。大多数情况下只能利用紧急解锁钥匙来进行设备的重复操作。

解决方法：在微机防误装置上增加“允许设备重复操作”功能。电脑钥匙可以查看已执行的操作，如果将已执行的程序接入将要执行的操作时，电脑钥匙应识别是否已经操作，并给出提示信息，指出当前设备的操作已经被执行，询问是否需要进行设备的重新操作，“是”则将指示指向前一项操作项以便对其进行重新操作。在重新操作条件下，设备或多或少存在一定的问题，在操作完成后，不立即指向下一项操作，而是由操作人员通过人机对话的方式确认此项操作确已完成，才可以将设备闭锁，并提示下一项操作的内容，以便操作人员对该设备进行多次重复操作，直到此设备操作到位为止。

1.4.3装拆地线的操作不能用微机五防严格闭锁运行人员操作时要做到三核对，即核对设备名称、编号和位置，而微机五防模拟盘上只有接地点、接地线，却没有地线编号。地线上没有编码锁，电脑钥匙中也没有地线编码锁编号，更不存在电脑钥匙与地线编码锁对应位置的开、闭锁操作。因此，不能确保防止带电挂接地线的误操作。

解决方法：需要五防厂家尽快完善接地线配套管理系统，同时在地线上增加五防编码锁，使地线的装拆严格纳入五防的管理范围。

2基于集控站模式防误闭锁系统

变电站自动化技术的不断发展和日益完善，为电力系统实现无人值守变电站提供了可靠的保证。目前在无人值守变电站的管理中，有集控站管理和省调监控管理，也就是目分级管理模式和集中管理两种系统，在分级管理模式变电站向集控站传送全部监控信息，集控站则向调度系统转发其所需要的信息，同时，调度员向集控站发各种命令，由集控站对变电站进行各种控制操作。集中控制模式是在调度自动化系统的局域网上加装集控站工作站，变电站的信息直接送调度端系统，调度系统直接控制变电站。分级管理模式集控站信息流向清晰，变电站采用两级控制，具有高可靠性，目前使用较为广泛。分级管理模式集控站在设计防误闭锁系统时，需要充分考虑防误闭锁系统分散的优点，在与集控站系统互联时充分利用集控站目前的信息资源，无缝的并入集控站自动化系统，这样无论新集控站建设或老集控站改造五防防误闭锁功能都可以比较理想融入系统中。集控站对各子站操作票进行统一管理，对各子站的操作票可分别调用、保存。集控站对任何一个无人值守变电站进行的每一步操作都将通过集控中心五防专家系统的“五防”判断，正确后才能将操作命令发出，否则操作即被取消。集控站五防系统、集控站监控系统和变电站当地五防系统信息可以共享。所以，集中管理的变电站，五防闭锁系统中通讯有着很重要的地位信在间隔层防误中扮演极其重要的角色，通过定时巡检，保证五防系统各设备运行状态实时性，巡检周期不能太长，避免现场网络负荷过重。也应有实时查询功能。结合两种方法。让网络中各个测控装置定时向其它测控装置广播本间隔的位置信号，时间间隔可以是十几分钟或几十分钟。当遥控命令到达后，测控装置启动联锁，在上一次广播到现在发生过位置变位的联锁间隔需要建立通信以获得最新的位置信息，其它未发生变位的测控间隔只需给出一个未发生变位的确认即可。这样可以大大减少联锁信息获得所需要的时间。

结语：变电站自根据各种方法的特点和局限性，从变电站自动化系统的整体角度，较为理想、经济和可行综合用于，对于集控站防误闭锁系统应建立完善的全站逻辑闭锁检查，负责整个变电站的操作控制逻辑，而在变电站测控装置建立本间隔的操作控制闭锁逻辑，确保控制操作最终的可靠性，通过采用多种综合闭锁功能，构建合理的变电站防误闭锁系统。

参考文献：

[1]顾拥军，皮卫华，杨承胜，等.变电站防误闭锁应用分析[J].继电器，2005.