变电站“五防”技术概述

沈富宝（国网江苏省电力公司检修分公司，江苏 南京 211002）

变电站“五防”技术概述

沈富宝
（国网江苏省电力公司检修分公司，江苏 南京 211002）

介绍了我国电力行业提出“五防”的背景，阐述了“五防”的概念，以及为达到“五防”要求采取的技术措施，重点阐述了技术措施中的强制性闭锁、提示性闭锁及走空程序，总结了“五防”对电系统的重要作用。

电气误操作；“五防”技术；强制闭锁；提示性闭锁；走空程序

〔编者按〕 电气误操作可能造成严重后果，因此我国电力系统提出“五防”要求。“五防”技术经过几十年的发展已经从机械程序锁、电气锁到微机防误以及最新的计算机监控防误，我国电力系统自动化技术已经走在世界前列。为了使广大电力企业技术人员能更好地了解、理解、运用“五防”技术，为电力行业安全操作保驾护行，本刊推出“五防技术”栏目，以飨读者。

0 引言

电力行业误操作是指人为原因造成的误调度和电气误操作等。通常讲的防误操作，主要是指电力系统中防止5种电气误操作，简称“五防”。

1 “五防”产生的背景及概念

1.1 提出“五防”的背景

电力行业防止电气误操作是在1980年全国电力行业安全生产会议上提出的。根据当时水电部的统计，从1979年9月至1981年底，仅在发电厂和变电站等单位（不含用户）就发生电气误操作事故1 717次，占整个误操作事故的66.7 %，其中5种恶性误操作事故占70 %以上，而且有多起造成严重后果。

在1981年1月至1982年9月的511次电气误操作事故中，占比最高的有5项，即带负荷拉、合刀闸，误拉开关，带接地线合闸，带电挂接地线，误入带电间隔等。上述5种事故，共占电气误操作事故的70.9 %。1982年在江苏镇江召开的防止电气误操作经验交流会首先提出“五防”的初步概念，即：

（1） 防止带负荷拉、合刀闸；

（2） 防止误拉误合开关；

（3） 防止带接地线合闸；

（4） 防止有电挂接地线；

（5） 防止误入带电间隔。

要求发电厂和变电所的防误操作装置应实现以上5种功能。

1.2 明确规定“五防”要求

1988年3月，由国家机械委电气局和水利电力部生产司，委托“两部（委）防误工作组”在起草的《防止电气误操作闭锁装置攻关工作总结》中，首次对“五防”进行了名词解释。“五防”是电力系统中5种防止电气误操作事故的简称。即：防止带负荷拉、合隔离开关（或手车一次插头）；防止误分误合断路器；防止带电挂接地线（接地刀）；防止带接地线（或接地刀）合隔离开关（或手车一次插头）；防止误入高压带电间隔。不论在电力系统有关单位起草和颁布的防误装置技术和管理规范中，还是在机械程序锁、微机防误、监控防误等电力行业标准，都是采用此次总结中的“五防”概念。

变电站的电气误操作可能造成大面积停电、设备损坏、人身伤亡，甚至引起电网振荡瓦解等严重后果。为防止电气设备误操作引发的电网、人身和重大设备事故，结合中外电气设备运行的实践经验，原能源部1990年对高压电气设备提出了“五防”的要求，以法规形式（能源安保［1990］1110号文）规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。自此，电力部门要求高压电气设备必须安装防误闭锁装置，以达到“五防”要求，即：

（1） 防止误分、误合断路器；

（2） 防止带负荷误分、误合隔离开关；

（3） 防止带电挂接地线或合接地开关；

（4） 防止带地线（或接地开关）合断路器（或隔离开关）送电；

（5） 防止误入带电间隔。

鉴于电气误操作将会产生严重后果，国家能源局和电力系统管理部门高度重视电气防误操作工作，并采用了各类防止电气误操作装置（系统），以防止恶性误操作事故的发生。

1.3 “五防”技术发展历程

“五防”技术在我国先后经历了20世纪70年代的机械程序锁（简称程序锁或机械防误：需要很多钥匙才能完成操作）、20世纪90年代的微机型防止电气误操作系统（简称微机防误：由电脑钥匙完成操作）、21世纪初的计算机监控防误操作系统（简称监控防误：不需要钥匙就可以完成操作）。随着智能电网的发展及智能变电站的逐渐普及，计算机监控防误逐渐取代微机防误和机械防误，是计算机技术、通讯技术等科学技术进步的必然结果。计算机监控防误操作系统满足了电力系统自动化技术实际应用和变电站无人值班的发展需要，国家电网公司和南方电网公司都以企业标准的形式发文推广使用。

2 “五防”技术措施

2.1 “五防”技术措施概述

防止电气误操作措施包括管理措施和技术措施，是人们长期经验的积累和总结。管理措施主要包括操作票制度、工作票制度和岗位责任制度等。技术措施主要是应用机械结构和电气原理对设备的操动机构进行强制闭锁，即“五防”闭锁技术。

2.2 强制性闭锁及走空程序的提出

强制闭锁性能是对防误闭锁装置的一项最重要的技术要求。从1985年柳州会议《第2次防止电气误操作闭锁装置经验交流会纪要》第1次提到强制性闭锁，到2013年能源局《电力行业防止电气误操作安全管理规定》（送审稿）都规定了“五防”功能除“防止误分、误合断路器”现阶段因技术原因可采取提示性措施外，其余“四防”功能都必须采取强制性防误措施。但在模拟预演完成之后，正式操作时，“防止误分、误合断路器”也必须是强制性闭锁。

2006年，《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》开始提出“强制性闭锁”的定义。所谓“强制性防误措施”是指：在设备的电动操作控制回路中串联受闭锁回路控制的接点或锁具，在设备的手动操控部件上加装受闭锁回路控制的锁具加以闭锁。

1999年，DL/T687—1999《微机型防止电气误操作装置通用技术条件》电力行业标准中最早出现“空程序”概念：在防误程序执行中，编码锁开锁后，编码锁控制的对象未从原有位置改变到规定位置，下一步程序能够执行。这是针对微机防误装置中采用挂锁而定义的，使用挂锁就存在走空程序；除非安装位置检测锁，否则只能称作提示性闭锁。1999年，在重新修定DL/T687—1999《微机型防止电气误操作装置通用技术条件》电力行业标准时，DL/T687—2010《微机型防止电气误操作系统通用技术条件》又将“强制性闭锁”进行了定义，即：在设备的电动操作控制回路中串联由防误主机控制的接点或锁具，在设备的手动操作部件上加装受防误主机控制的锁具，非防误程序，不能被操作。将“空程序”和“强制闭锁”分开定义，实际上给以后电力系统倒闸操作中因走空程序而造成的电气误操作留下隐患。

国家能源部1990年起草了《防止电气误操作装置管理规定》（试行），并于1991年以能源安保（1990）1110号文件下发。其中附则第4条其他说明（1）规定，“对早期生产的机械程序锁（含程序挂锁），因结构问题，可以不操作设备而空走程序，可按能实现防误功能要求统计，但规定实行之日后避免选用此类产品”。无法实现防止走空程序的防误装置不具备强制性闭锁功能，存在安全隐患，应该禁止使用。

2.2 强制性闭锁分析

现在的强制性闭锁定义为:在设备的电动操作控制回路中串联由防误钥匙或主机控制的接点或锁具，在设备的手动操作部件上加装受钥匙或防误主机控制的锁具，非防误程序，不能被操作，并在操作过程中不得产生空程序。强制性闭锁是防误装置的锁具及接点与电气设备的操作机构等之间的闭锁关系。即打开锁具，方能进行操作，电气设备操作到位，锁具随之将其状态闭锁。

以下从变电站倒闸操作的每一项操作步骤内容均包括闭锁装置开锁，到电气设备操作机构动作至极限位置（即电气设备的合、分位置），操作到位后自动闭锁，来探讨强制性闭锁。

如果防误装置在操作过程中只是按给定的顺序打开锁具（识码开锁），而电气设备操作机构不操作或者操作不到位，即转入下一步的开锁操作，出现了走空程序现象，容易造成误操作。常规闭锁中的某些程序挂锁，微机闭锁中的编码锁（挂锁）其实质是一种提示性闭锁，在开锁以后机构的操作过程中，事实上并没有闭锁作用的存在，属于非强制性的防误装置。

防误装置具备防走空程序措施，保证了电气设备必须操作到位，才能进行下一步操作。但电气设备机构操作到位后如未自动实现闭锁的功能，则当下一次进行反方向操作时，操作机构则处于无闭锁状态，误操作事故仍可能发生。此类防误装置仍未达到强制性闭锁的要求。

强制性闭锁是将闭锁作用贯穿于整个操作过程的闭锁装置。强制性闭锁应具有以下特征：在电气设备的闭锁部位设置接点或安装锁具；不存在走空程序现象；正反向闭锁都自动成立。

2.3 具有强制性闭锁功能的防误闭锁装置

具备强制性闭锁功能是防误装置应遵循的一条基本原则，也是判别防误装置闭锁性能优劣的最重要依据。

1984—1987年，按照强制闭锁基本原则，原机械工业局和水利电力部生产司对有关防误装置进行样机鉴定，包括福州第一开关厂和福州第三电器厂、镇江高压电器厂研制的高压带电显示装置；镇江电工器材二厂、扬中电力电器厂、江山开关厂、沈阳高压开关厂、西安高压开关厂二分厂、江苏如皋高压电器配件厂研制的电磁锁；镇江电工器材二厂和南阳中南电控设备厂、大连锁厂研制的机械程序锁；河南获嘉电器设备厂研制的辅助开关；还有北京开关厂、西安开关厂、天水长城开关等研制的具有“五防”功能的开关柜。

到目前为止，我国电力系统采用的“五防”闭锁装置主要有监控防误、微机防误、机械程序锁、电气闭锁、机械联锁等。程序挂锁现在基本没有使用，除了微机防误中采用的挂锁，不能有效防止走空程序，存在安全隐患；其他防误闭锁装置（技术）都不存在走空程序的问题，实现了真正意义上的强制闭锁，有效地防止了电气误操作的发生。

3 结束语

随着我国经济的发展，电力行业安全高效运行显得尤为重要。性能完善的防误装置是电力行业安全高效运行的关键之一，是有效防止因电气误操作引发的电网、人身和设备事故的重要技术措施。因此，变电站的防止电气误操作是电力系统安全生产工作的重中之重。“五防”技术的发展为防止电气误操作提供了有力保障，值得继续深入研究。

1 钱家庆.怎样防止与控制电气误操作［M］.北京：中国电力出版社，2011.

2 李春和，王开宇，李胜川.防止电气误操作技术及事故分析［M］.北京：中国电力出版社，2011.

2015-10-30。

沈富宝（1968-），男，工程师，主要从事变电运维工作，email：xthy1224@sina.com。