电气防误闭锁与现代微机五防系统

杨春光

摘要：近年来，随着微机防误技术的应用和发展，微机五防广泛运用于新建或扩建的发电厂及变电所，同时，许多老厂、变电所也在进行微机五防系统的加装或改造。电气防误装置是防止误操作的重要技术措施，本文就电气防误闭锁与现代微机五防系统在防误性能、可靠性及运行操作、检修维护等几个方面做了比较，提出了完善的防误闭锁解决方案。

关键词：电气防误 闭锁 原因 要求 方案

1 误操作事故原因的分析

从误操作的过程来看，人为误操作由三个部分组成，即运行值班人员、检修人员以及其它人员的误操作造成。还有因操作二次回路绝缘损坏，造成的恶性事故发生。微机防误闭锁系统就是防止运行人员的误操作这类事故而采取的一种积极措施。但是它是在微机（或模拟屏的单片机）上实现的，是虚拟的。它只能满足运行值班人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它原因的误操作问题。因为在检修、试验过程中，这时的拉合是由检修人员执行，在不能依赖微机防误闭锁装置的前提下，电气二次回路联锁就成了最后一道防线。此外，还有二次操作回路一点的绝缘破坏、无关的人员误碰等原因造成外力原因误操作事故。

2 变电运行安全管理对防误提出的要求

按有关规定，防误装置的设计应遵循的原则是：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的电气防误闭锁回路。从这个原则出发，提出了“五防”的具体规定。其中明确规定110kV及以上电压等级的电气设备应优先采用电气防误闭锁的设计原则。这主要是因为从电气设备误操作的过程来看，误操作有三个部分组成，即运行人员、检修人员及其它人员的误操作造成。针对运行人员的误操作主要发生在误拉、误合刀闸和开关，误入间隔等容易造成恶性事故。微机防误就是防止这类事故而采取的一种积极措施，它是在变电站专家系统的基础上实现刀闸操作的防误要求的。但是它是在微机上实现的，是虚拟的。它只能满足运行值班人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它人员的误操作问题。对于检修人员，误操作主要发生在检修、试验过程中，这时运行人员并不作任何操作。由于微机防误系统并不能包含所有变电站的操作，特别是检修人员的操作，故检修人员的误操作的防止就显得非常重要。这种情况下，在不能完全依赖微机防误的前提下，电气回路闭锁成了最后一道防线。针对其他人员的误操作行为，主要是指与正常操作无关的人员。这类情况相对较少，但也时常发生。当无关人员处于操作台或机构箱等附近时，很有可能发生误碰从而导致误操作事故。这个问题微机防误是不能很好地解决的。总之，仅仅只依靠微机防误装置而忽略了电气回路闭锁的设计，是不能有效实现“五防”的。

3 传统防误闭锁与现代微机五防技术

3.1 传统电气防误的原理与应用

传统电气防误是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过开关和刀闸的辅助接点之间的相互联锁来实现的，其防误功能是比较全面的。

3.2 微机五防技术的原理与应用 微机五防则是采用计算机技术，用于高压开关设备防止误操作的装置。通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能元件组成。现行微机防误闭锁装置闭锁的设备有四类：开关、刀闸、接地刀闸、遮栏网门（开关柜门），上述设备是通过微机锁具实现闭锁的(须由软件编写操作闭锁规则)。

3.3 微机五防与传统电气防误技术比较

3.3.1 电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关电气设备的辅助接点联接来实现相互逻辑闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁较为可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆及开关、刀闸的辅助接点，接线方式较为复杂，运行维护较为困难。

3.3.2 微机五防系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单，通过五防系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁。

3.3.3 电气闭锁回路一般只能防止开关、刀闸和地刀的误操作，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”。

3.3.4 微机五防系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，实现较为完整的“五防”功能。只是在微机系统故障而解除闭锁时，五防功能完全失去。另外，微机五防系统还存在“走空程”（操作过程中漏项）导致误操作的问题。

4 完善的防误解决方案

从上述分析和比较可知，片面地认为电气闭锁回路可靠和不可缺少；或认为微机五防万能，可以彻底取消电气闭锁回路，都是不可取的。电气闭锁是电力系统发展过程中经过不断完善和总结发展起来的一套行之有效的防误闭锁方法，实现起来方便、可靠，但回路复杂，特别是间隔较多的大型变电站实现起来耗费大量电缆，且在运行中因设备多，故障机率高，存在刀闸辅助接点不可靠、户外电磁锁机构易损坏等问题，再者其防误功能随二次接线而定，不易增加和修改，不能实现完全的五防。微机五防系统是计算机及网络通信技术应用于变电站自动化的结果。微机五防系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的五防闭锁规则库，实现防误闭锁的数字化，并可以实现电气闭锁以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气防误闭锁技术的最新成果和飞跃。但微机五防系统的漏洞和其致命的弱点在于，其五防功能以操作逻辑为核心，对于无票操作和误碰（主要是检修人员）则有可能防不住。另外，微机五防系统的“走空程”问题，也是微机五防系统在使用过程中不可忽视的一大问题。因微机五防“走空程”在系统中也发生过误操作事故，针对这个问题，微机五防系统生产厂家已经研制出“防空程锁”，解决了微机五防系统的“走空程”问题。通过分析可见传统电气闭锁和现代微机五防系统各自的特点，对于新建和改建的变电站，建议采用的五防系统方案如下：方案一：对于站内所有开关和刀闸的位置为实遥信，且微机五防与变电站监控系统共享一个数据库的，可以考虑不设计或取消电气回路闭锁，所有防误功能由微机五防系统独立完成，且要求微机五防系统有防空程措施。方案二：对于站内所有开关和刀闸的位置为虚遥信，且微机五防与变电站监控系统共享一个数据库的，可以考虑部分不设计或部分取消电气回路闭锁，防误功能由微机五防系统和部分电气闭锁共同完成。要求微机五防系统有防空程措施。方案三：无论站内所有开关和刀闸的位置为虚遥信还是实遥信，也无论微机五防与变电站监控系统是否共享一个数据库，不设计或取消电气闭锁，但在电动操作的刀闸或地刀机构箱的操作电源回路中加入微机五防接点，防误功能由微机五防系统独立完成。要求微机五防系统有防空程措施。随着计算机及网络通信技术的发展，变电站自动化技术对电气"五防"系统的要求进一步提高，传统电气防误闭锁方式已不能满足要求，而作为变电站综合自动化运用发展方向的微机防误闭锁系统，在功能方面还有待进一步完善和提高。从目前的运行情况来看，为了安全可靠起见，在大力推广应用微机防误闭锁系统的同时，适度保留间隔的电气二次闭锁回路或将微机防误闭锁系统接点引入到电动操作回路中，应该是比较有效的防误闭锁措施。