关于配电网防误系统的研究

代晓丰，黄国钊

(1.广州供电局有限公司天河供电局，广东 广州 510620；2.华南理工大学，广东 广州 510630)

配电网作为面向中小客户的终端电网，具有点多、面广、线路长，倒闸操作频繁，人均设备量大，安全矛盾突出等特点。近年来，我国电力系统发展迅速，配网结构日趋复杂，设备类型和数量种类也在不断增加，工作中若对设备不熟悉，或稍有疏忽就可能出现误操作事故，从而造成许多不必要的损失。因此，防止电气误操作事故是电力生产急需解决的重大技术问题。

1 配电网防误现状

电力系统中的电气误操作包括误入带电间隔、带地线合闸、误拉合开关、带负荷拉刀闸、带电挂地线等，这些都是威胁电力设备安全运行的频发性故障，它可能导致大面积停电，电力设备毁坏，系统振荡瓦解，甚至发生人员伤亡事故，给企业和社会带来严重的损失。为实现电力设备的安全可靠运行，防止误操作事故的发生，电力系统虽然强制推行高压开关设备必须安装防误操作装置，并采取多种管理措施和技术措施，以防止误操作的发生，但仍未能从根本上杜绝此类事故。

目前配网设备防误操作的主要技术保障是柜体本身的机械联锁，它能够根据开关的位置情况，闭锁接地刀闸的分合操作。但是由于开关柜操作孔挂锁的开锁钥匙普遍为通用型，容易造成以下风险：

(1)如没有认真核对操作设备的名称和编号，则存在走错间隔、操作错误设备的风险；

(2)对于两面环网柜互联，即执行不同柜体的操作时，没有逻辑闭锁，若操作顺序不当可能造成电源侧开关未断，而误合负荷侧地刀等事故。

此外，部分投产时间较早的老旧开关柜，内部没有防误装置，或防误装置存在功能设计不完善等缺陷，易导致防误闭锁功能缺失，加大了配网设备误操作的风险。

2 防误闭锁装置建设构思

2.1 总体构思

对于电网防误操作事故的技术手段，最理想的状态是采用微机防误闭锁装置，即采用计算机系统控制。计算机系统由防误计算机、防误闭锁软件、机械编码锁、手持终端、解锁钥匙等功能元件组成。它是基于电网资源地理信息系统(即“GIS 系统”)，对配电设备机械编码锁进行管理，实现操作票操作步骤与操作对象编码一一关联，并转换成逻辑操作序列功能的系统。考虑到对于配电网，需要与GIS对接重新建立庞大的后台资源库，操作逻辑编辑相对复杂，现场改造工程量巨大，既需要大量的资本投资，又增加了调度、操作人员的工作量，因此不建议广泛使用。

针对配电网电气误操作以带电挂(合)接地线(接地刀闸)、带接地线(接地刀闸)送电对电网危害最大的特点。应在充分考虑配网调度、配网运行、配网业务特点的基础上，以及在不增加运行人员工作量的前提下，采用维护少，设计简单，无需使用操作终端、设备及通讯环节的防误系统，实现对户内外各类开关和刀闸设备电气操作的逻辑防误闭锁，实现防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)、带接地线(接地刀闸)送电的误操作事故。

2.2 主要逻辑

2.2.1 设备闭锁(电控锁+高压带电显示装置)，可防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)

通过传感器技术、电磁感应技术，构建一个应用便捷、闭锁完整、自动灵敏、防误理念先进、伸缩扩展灵活的便捷型配网智能防误系统。主要包括电控锁及高压带电显示装置，在设备端应用自动化的电控锁及附件对设备的操作孔位及柜门实现物理强制闭锁，添加的专用防误型高压带电显示装置可与电控锁产生自动联动功能，达到设备端无电允许操作、对侧无电开柜门及来电自动闭锁的防误要求。其主要功能如下。

(1)便捷防误功能。系统仅包含高压带电显示装置及电控锁2 部分，对于每个环网柜间隔，防误设备安装简单便捷，运行人员无需增加任何设备，即可在现场完成防误监护下的相应操作。

(2)高压指示灯显示功能。具有防误联动控制信号功能的高压带电显示装置，不仅可以通过指示灯清晰显示传感器提供的母线带电情况，而且可以为电控锁提供联动控制信号，以防止误操作事故的发生。

(3)“一键”操作功能。电控锁提供“一键”操作按钮，在高压带电显示装置验得无电情况下，运行人员在防误许可下完成“一键”解锁操作，若带电，则操作无效，解锁失败。

(4)验电联动操作功能。高压带电显示装置验电过程中，验电结果与电控锁操作许可进行关联。电控锁的操作，需通过验电判断后才可进行，不可随意在无防误条件下操作。

(5)来电自动闭锁功能。电控锁在解锁状态下，若设备突然来电，高压带电显示装置可为其提供设备操作信号，令其自动闭锁，防止误操作的发生。

2.2.2 设备闭锁(电控锁+接地检测装置)，可防止带接地线(接地刀闸)送电

通过传感器技术、接地检测技术，构建一个应用便捷、闭锁完整、自动灵敏、防误理念先进、伸缩扩展灵活的便捷型配网智能防误系统。系统包括电控锁及接地检测装置，在设备端应用自动化的电控锁及附件对设备的操作孔位及柜门实现物理强制闭锁，添加的专用接地检测装置可与电控锁产生自动联动功能，达到设备端及对侧无接地允许操作、设备端及对侧有接地闭锁的防误要求。其主要功能如下。

(1)便捷防误功能。系统仅包含接地检测装置及电控锁2 部分，对于每个环网柜间隔，防误设备安装简单便捷，运行人员无需增加任何设备，即可在现场完成防误监护下的相应操作。

(2)接地检测功能。具有防误联动控制信号功能的接地检测装置，不仅可以通过检测装置清晰显示传感器提供的线路接地情况，而且可以为电控锁提供联动控制信号，以防止误操作事故的发生。

(3)“一键”操作功能。电控锁提供“一键”操作按钮，在接地检测装置验得线路无接地的情况下，运行人员可在防误许可下完成“一键”解锁操作；若线路接地，则操作无效，不得解锁。

(4)接地检测联动操作功能。接地检测装置验电过程中，接地检测结果与电控锁操作许可进行关联。对电控锁的操作，必须通过接地检测判断后才可进行，不可随意在无防误条件下操作。可与高压带电显示装置配合使用，在线路停电情况下进行接地检测。

2.3 优点与缺点

2.3.1 优点

(1)防误装置维护少，设计简单，无需使用操作终端设备及通讯环节。在不增加运行人员工作量的情况下，只需通过在开关柜安装防误闭锁装置，就可以有效防止配网运行操作的电气误操作事故。

(2)安装设备闭锁(电控锁+高压带电显示装置)，可防止带电挂(合)接地线(接地刀闸)；安装设备闭锁(电控锁+接地检测装置)，可防止带接地线(接地刀闸)送电。

(3)锁具种类单一，闭锁全面，具有不同设备的广泛适应性，可在保证性能功用的同时节约成本。

(4)防误闭锁装置省去了人工手动输入操作密码及电话通讯的耗时部分，有效地克服了时间与空间对操作任务的限制，提高了功能效率。

(5)创新性。通过检测接地电阻的防误闭锁系统属创新理念。防误装置结合配网的具体特点，研制接地检测装置，解决了无法判断配网线路对侧接地情况的问题。

因此，对于设备量大、管理范围单一、逻辑判断简单、通讯时效性低的配网环境尤为适用，不仅可以协助配电网运行单位完成负荷开关、柜门与高压带电显示装置间的联络操作，而且解决了单一间隔内验电与操作间的无关联问题，达到单间隔简单接地防误闭锁的功能。为配电网操作管理水平、可靠性和工作效率的提高提供基础技术保障

2.3.2 缺点

以上防误闭锁装置未能实现防止带负荷拉、合隔离刀闸，防止误分、合断路器(开关)，防止误入带电间隔的要求，以及对于运行人员走错间隔无任何提示，无法防止此类误操作。

3 总结

配电网具有结构复杂、调度、运行、维护、检修、改造等工作量大的特点，随着对配网供电可靠性要求的不断提高，在配网操作过程的各环节中，必须有效地避免误调度、误操作等带来的巨大风险。提高配网管理和运行水平，建立配网防误系统是确保配网精心调度、安全运行的一项重要技术措施。为避免大量投资，可以针对带电挂(合)接地线(接地刀闸)、带接地线(接地刀闸)送电，尝试采用设备闭锁(电控锁+高压带电显示装置)以及设备闭锁(电控锁+接地检测装置)的方式，减少产生误调度、误操作的可能性，从而在总体上提高安全生产效率。

1 翁治江．基于风险评估的配网防误分析[J]．电气技术，2011(5).

2 陈新圣．采用微机监控方式时“五防”原则讨论[J]．华东电力，2002(1).