化工企业变电站微机防误闭锁装置的应用

宓 伟

（巨化集团公司生产运营部，浙江 衢州 324004）

化工企业变电站微机防误闭锁装置的应用

宓 伟

（巨化集团公司生产运营部，浙江 衢州 324004）

介绍了微机防误闭锁装置结构及工作流程，通过与传统防误技术的比较并结合化工企业误操作事故案例，提出了采用微机加“五防”逻辑加电脑钥匙加编码锁具的防误操作模式，以彻底消除传统防误装置闭锁不全、操作复杂、安装繁琐、可靠性低的缺点，大大提高化工企业供电的安全可靠性。

微机防误闭锁装置；变电站；五防

变电站的电气误操作可能造成大面积的停电、设备损坏、人身伤害、甚至引起电网振荡瓦解等严重后果。为了有效防止运行电气设备误操作引起的人身和重大设备事故，原水利电力部于1990年以法规形式（能源安保19901110号）行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则提出了电气设备“五防”的要求[1]。“五防”是指：1）防止带负荷误拉、误合隔离开关；2）防止误拉、误合断路器；3）防止带地线或接地闸刀合闸；4）防止带电挂接线或合接地闸刀；5）防止误入带电间隔。

当前在国内使用的防误闭锁装置有多种形式，主要有机械连锁、电气闭锁、电磁锁、程序锁和微机防误闭锁等。随着防误闭锁领域的技术进步，微机防误闭锁装置已在电力系统推广运用，成为电力自动化技术领域里的一个重要分支，实现了传统的防误闭锁系统不能实现或者很难实现的防误功能，在保障电力系统安全运行方面发挥了积极的作用。

化工企业变电站对电力新设备新技术认知不同、投入不同，目前绝大部分仍然在使用前4种方式的防误闭锁装置，他们的共同缺点是不能满足全站的闭锁需求，往往只能闭锁部分设备或满足部分“五防”功能。

1 微机防误闭锁装置简介

微机防误闭锁装置采用微机加“五防”逻辑加电脑钥匙加编码锁具的防误操作模式，彻底消除了传统防误装置闭锁不全、操作复杂、安装繁琐、可靠性低的缺点，简单、方便、可靠。

1.1 结构和工作流程

微机防误闭锁装置从结构上分为站控层、间隔层、过程层，由防误主机、电脑钥匙、电脑钥匙装置和各类锁具组成，防误主机根据防误规则和模拟预演步骤，生成实际操作程序，再根据设备闭锁方式的不同采用3种方式进行开锁操作：电脑钥匙开锁，通过电脑闭锁控制单元等直接控制智能锁具开锁，通过通讯接口对监控系统执行监控。

运行人员按照防误主机及电脑钥匙的提示，依次对设备进行操作。当操作不符合程序时，设备拒绝开锁，使操作无法进行，从而防止误操作的发生。防误主机通过跟踪现场设备的实际状态、接收电脑钥匙的回传信息，对当前操作进行确认后，进行下一步操作，直到操作任务完成。

1.2 智能解锁钥匙管理

“五防”装置本身也存在发生故障无法正常使用的情况，所以所有的“五防”锁具都必须配备有万能解锁钥匙，以备装置故障时，可以通过万能解锁钥匙紧急解开需要操作设备上的“五防”锁具，不影响实际操作。而由于传统的解锁钥匙不带任何防误手段，即一旦拿解锁钥匙操作就不能保证操作的正确性，很有可能由于随意解闭锁设备造成误操作事故。

针对解锁钥匙管理的重要性，微机防误闭锁装置在目前市场上主要有智能解锁钥匙管理机、智能解锁管理系统和智能解锁钥匙3种解决方案，通过技术手段来防范解锁钥匙滥用问题。考虑化工企业变电站的自身特性，一般建议采用智能解锁钥匙，其本身就是“五防”电脑钥匙，具备完善的正常操作功能和完备的解锁管理功能，集防误操作和解锁管理于一体，减少了设备，方便了管理和使用。

1.3 与传统防误技术比较

1）电气防误闭锁回路是一种现场连锁技术，主要通过相关设备的辅助接点来实现闭锁。这是电气闭锁组最基本的形式，闭锁可靠，但这种方式需要接入大量的二次光缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难，机械闭锁更是如此；微机防误闭锁系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单，通过微机防误系统的规则库和现场锁具实现防误闭锁。

2）电气闭锁回路一般只能防止开关，隔离刀闸和电动刀闸的误操作，对误入带电间隔，接地线的挂接（拆除）等无能为力，不能实现完整的“五防”；微机防误闭锁系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则，可以实现较为完整的“五防”。

3）微机防误闭锁系统可以实时检测供电设备的运行状态，应用内部的防误程序提供正确的防误方案，从而可以灵活地具有以往“五防”系统的各种功能，还可以有效的防止操作过程中漏项导致误操作的问题和操作过程中的设备变位问题。

4）在不同运行方式的变化下，微机五防能够适应不同的要求，这是传统的五防没有办法做到的。

5）随着高压带电显示闭锁装置的出现，把验电也加入闭锁中，可有效防止可能造成的事故。

2 化工企业变电站的应用

2.1 系统结构和组成

集控主站包含主站防误主机（PC机或模拟屏）、通讯适配器、电脑钥匙等；受控站包含防误主机（PC机或模拟屏）、通讯适配器、电脑钥匙、锁具、遥控闭锁装置等。具体系统结构和组成见图1。

2.2 操作流程

操作人员在集控站防误主机上进行模拟预演操作，形成操作票，通过集控中心的通信适配器，将操作票传给电脑钥匙，操作人员持电脑钥匙到相应的受控站操作；操作完成后，通过受控站将操作任务回传到主站的集控防误主机。若有多个操作，在受控站的操作人员可以通过受控站的通信适配器接收从主站下传的操作票，进行操作；也可以直接在当地进行模拟预演，进行操作。如果操作任务临时发生变化，操作人员可在受控站终止当前操作，然后接收主站下传的操作票进行操作；也可以直接在当地进行模拟预演，再进行操作。

图1 系统结构和组成Fig 1 System structure and composition

2.3 设备的闭锁方式

依据国家电网公司2006年发布的《防止电气误操作安全管理规定》中防误闭锁功能实现基本原则，在变电站的微机防误闭锁方式的选择时，需要根据设备的操作方式，提供完备的闭锁方案，确保设备在任何地方操作都具备完善的闭锁措施[2]。

1）临时接地线、网门、柜门、间隔门的闭锁。这类设备通常采用机械闭锁的方式来实现闭锁。由于监控系统没有采集这些设备，因此在所有设备在线的情况下，也可以采用电控锁的方式来实现闭锁。

2）隔离开关、接地刀闸等手动操作机构的闭锁。这类常规的手动操纵存在设备操作是否到位的问题，所以可以考虑在设备上增加状态检测器来检测设备是否到位，或增加验电器来检验线路是否带电。

3）断路器、电动刀闸等电动操作机构的闭锁。这类电动操作方式多种多样，在闭锁方案设计是要注意几点：远方操作（集控中心、主控室）应采用遥控闭锁终端来实现电气回路强制闭锁；间隔层操作（汇控柜、端子箱）可采用电编码锁闭锁电气操作回路，也可采用闭锁盒将就地操作按钮罩住实现强制闭锁；设备级操作（电脑钥匙箱）可采用电编码锁闭锁电气回路，也可采用机械编码锁闭锁电脑钥匙箱门的方式实现强制闭锁。

3 非微机防误闭锁装置误操作案例

由于传统防误闭锁装置所存在的固有缺陷，在国内化工企业内发生电气误操作事故的案例较多，以下是国内某化工企业发生的电气误操作事故案例。

案例1：一总变值班员在操作某35 kV线由副母线运行改为冷备用过程中，强行解锁误拉另一35 kV付母线闸刀，造成带负荷拉闸事故发生。事故造成大面积甩负荷（共甩负荷198.0 MW），1台110 kV主变损毁，电厂机组解列。

案例2：某公司值班电工在操作6 kV一配一线由冷备用改为开关及线路检修时，发生了带电合接地闸刀事故。短路冲击造成处在同一系统运行的多单位设备跳闸。

案例3：自备电厂发生了6 kV 02#厂用线带接地闸刀送电短路事故，造成3人不同程度电弧烧伤。同时造成该电厂出力基本降为0，多单位生产装置停车，公司共甩用电负荷100 MW。

从上列3起误操作事故是较为典型的带负荷拉隔离开关、带电合接地闸刀和带接地线合闸事故，造成大面积的停电、设备损坏及人员伤害，虽然这些电气设备都有传统的防误闭锁装置，也有相应的操作规程，但人为因素的存在，还是酿成事故。

若采用微机防误闭锁装置，则对案例1，操作人员走错间隔，正常电脑钥匙无法解锁操作，若采用智能解锁钥匙现场解锁，但其违反防误规则，主机依然禁止钥匙对设备进行解锁操作，并给出相关的错误操作提示；对案例2，操作程序发生错误，在对侧线路未改冷备用前，本侧线路接地闸刀无法用电脑钥匙解锁操作；对案例3，在对侧线路接地闸刀未拉开情况下，本侧开关柜间隔门由于有电控锁闭锁，电编码锁闭锁电气回路，正常电脑钥匙无法解锁操作。因此，采用微机防误闭锁装置可以有效防止上述3起事故发生。

4 结束语

微机防误操作系统，经过了电力系统多年的实践验证，已经证明是电力防误操作最合适的技术。针对化工企业变电站，只需按微机“五防”结构设置相应设备，对原有传统防误闭锁装置进行局部改造而不涉及主体电气设备，即可实现微机防误闭锁装置功能，大大降低电气误操作事故发生。

[1]国家电网公司.防止电气误操作装置管理规定（能源安保[1990]1110号）[M].北京：中国电力出版社,2003.

[2]国家电网公司.防止电气误操作安全管理规定[M].北京：中国电力出版社,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