变电站五防功能不完善分析及整改措施

(酒泉钢铁（集团）有限责任公司，甘肃嘉峪关 735100)

前言

变电站电气五防功能是保证电网、设备和人身安全的重要措施。在《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（国能安全[2014]161 号）的第三章“防止电气误操作事故”第3.5 条明确规定：采用计算机监控系统时，远方、就地操作均应具备电气闭锁功能。第3.7 条规定：对已投产尚未装设防误闭锁装置的发、变电设备，要制定切实可行的防范措施和整改计划，必须尽快装设防误闭锁装置。

此外，变电站电气操作都要按步序进行，每一个操作步序都是固定且不可随意跳步的，因此为了防止变电站电气误操作事故的发生，将五防系统应用于电力系统加以维护和管理。

1 五防功能定义

五防是指在变电站的倒闸操作中防止恶性电气误操作事故的简称，其具体内容是：

（1）防止误分、合断路器；

（2）防止带负荷分、合隔离开关；

（3）防止误入带电间隔；

（4）防止带电挂地线或合接地刀闸；

（5）防止带地线（接地刀闸）合隔离开关。

2 五防存在功能不完善问题分析

（1）许多老式站所未配置五防系统，无五防闭锁逻辑，只能依靠人为控制，变电站操作人员因操作顺序不当可能引起各种电气设备误操作。

（2）手动分合的隔离开关、接地开关，在其所在设备的操作把手或网（箱）无任何闭锁。

（3）部分开关柜后柜门是个整体仅依靠螺丝直接固定无闭锁、上下柜独立但后上柜无闭锁、后上柜不能独立闭锁依靠下柜门挡片对上柜门进行闭锁，合上接地开关后下柜门机械闭锁解除后上柜门可直接开启，这些现象后上柜门可直接开启，内部也未设计隔离挡板，易发生触电事故。

（4）GIS 设备出线套管清扫时悬挂的接地线不受控，只能依靠管理没有技术手段。

（5）部分老式高压开关柜，后柜无任何机械或者电气闭锁功能，面临淘汰。

（6）部分电容器本体柜、受电、母联、电压互感器、所用变、消弧消谐等开关柜无接地开关，后下柜无法形成机械闭锁，不管是否有电，拆除螺丝后可直接打开后下柜门，带电体裸露，易发生触电事故。

（7）部分开关柜断路器小车拉出后，静触头绝缘隔板没有防误闭锁功能，甚至有些闭锁功能失效未得到有效管控，容易误开柜门、误碰带电体造成触电事故。

3 微机五防闭锁系统原理简介

微机五防闭锁系统采用计算机为操作界面，主要配置有防误主机、图形软件、电脑钥匙及充电底座、各种锁具和相关附件，系统中预先绘出一次系统接线模拟图，与后台监控系统实现相互通信，实现一次设备的自动对位，同时加入相应的逻辑控制规则，通过对一次设备加装专用锁具，对其操作实施强制闭锁，系统对操作步骤进行一系列的模拟、预演、检验、传输操作票，运行人员按照倒闸操作票的顺序，模拟预演后对设备进行操作，避免正常情况下由于操作顺序不当而引起各种电气设备误操作，实现了五防要求。

微机五防闭锁系统中的设备对位可通过显示屏上的模拟元件直观地反映系统的工作状态，且通过记忆对位的方式或通过与监控通讯，接收监控系统发来的实时遥信，检测显示屏上各元件的状态是否与实际设备的运行状态一致，若不一致时则自动对位刷新状态。

模拟操作时，在防误主机上，按照倒闸操作任务进行模拟预演，检验操作票是否正确，若操作错误，则在显示器上显示相应信息并同时发出音响报警和错误信息，达到了防止各种误操作的目的，同时也起到了仿真培训的作用；模拟预演结束后，微机五防闭锁系统将正确的操作内容自动存储并传输到电脑钥匙中，运行人员按照电脑钥匙所显示的设备号，进行倒闸操作，电脑钥匙对违反五防规定或与操作票不符的操作实现强制闭锁，通过其内部固化的闭锁逻辑来判断错误操作的类型，并以语音提示及液晶显示方式警告操作人员；在倒闸操作完毕，电脑钥匙放回防误主机，通过电脑钥匙反馈现场信息或状态给防误系统，实现显示屏上设备状态与现场设备状态一致。

4 五防功能不完善整改措施

4.1 采用微机五防闭锁系统

微机五防闭锁系统有完善的闭锁功能，能够对断路器、隔离开关、接地刀闸、临时接地线、网门等实现强制闭锁。不仅能满足基本的五防闭锁功能，还可实现旁路母线充电、带路操作、倒母线操作、线路侧验电等复杂闭锁功能。

微机五防系统锁具主要包括：电编码锁、机械编码锁、机械挂锁加闭锁。采用电编码锁闭锁方式、机械编码锁闭锁、机械挂锁加闭锁附件方式，能适用于变电站内各种运行方式，在紧急状态下，操作人员直接通过电解锁钥匙和机械解锁钥匙对所操作设备进行解锁，无需操作的步骤直接使用跳步钥匙跳过此步骤，系统出现问题后台无法执行解锁操作通过审批手续使用机械钥匙进行解锁。电编码锁闭锁方式、机械编码锁闭锁、机械挂锁加闭锁附件方式采用的都是无限编码锁片，一是整个微机五防闭锁编码系统不会出现重码现象，每一个设备的编码都是唯一的，二是克服了传统的机械采码技术所带来的弊端，实现了无接触、无连接线、无机械触点，编码和探头之间交互信息依靠无线方式，从而提高了系统采码的可靠性。具体整改措施如下：

（1）采取电编码锁闭锁方式

针对未配置五防系统，无五防闭锁逻辑，只能依靠人为控制，可以实现电气闭锁的采取电编码锁闭锁方式，在GIS 设备的汇控柜面板上开孔安装开关、隔离刀闸以及接地刀闸的电编码锁装置，在控制回路中串接电编码锁的遥控闭锁点，接线原理如图1所示，电编码锁屏面安装如图2所示。

图1 电编码锁接入控制回路原理图

图2 电编码锁屏面安装前后图

（2）采用机械编码锁闭锁

（a）对于一些只能手动分合的隔离开关、接地开关，在其所在设备的操作把手或网（箱）门加装机械编码锁，如图3所示。

图3 操作把手或网（箱）门机械编码锁

（b）对于开关柜后柜门整体的、上下独立无闭锁、依靠下柜闭锁且内部无挡板，用螺丝固定的，无法实现电气和机械闭锁的，可以通过加工U 型片与螺丝连接，再将机械编码锁安装在U型片上，不解锁无法拆下柜门，从而防止人员误入带电间隔。

（c）针对GIS 设备进出线套管清扫时悬挂的接地线，将接地线撞桩焊接在接地点上，采用机械编码锁闭锁控制，使其具有接地开关闭锁的功能，如图4所示。

图4 接地线撞桩机械编码锁

（3）采取机械挂锁加闭锁附件方式闭锁

（a）针对部分老式高压开关柜，后柜无任何机械或者电气闭锁功能，打开后柜就可直接触及带电部位，这种无法实现电编码和机械编码的情况，可以通过加工U 型片与螺丝连接，再将机械挂锁安装在U型片上。

（b）受电柜、母联柜、电压互感器柜、所用变柜、消弧消谐柜带有带电显示的，加装电磁锁，将电磁锁的工作电压接到带电显示的闭点，然后再到电磁锁的线圈接点。当高压柜有电时，带电显示亮起，同时辅助触点断开，电磁锁线圈不得电，电磁锁处于闭锁状态，打不开柜门；反之即可以打开柜门。

4.2 制度上的管控

（1）针对部分开关柜断路器小车拉出后，静触头绝缘隔板没有防误闭锁功能，甚至有些闭锁功能失效未得到有效管控的问题，运行人员做好防误闭锁装置的定期检查工作，纳入到日常的定期工作。

（2）利用母线停电检修机会对高压开关柜联锁进行试验，断路器小车合闸状态无法进出车、接地开关合位时断路器小车无法进入、隔离开关与接地开关之间机械闭锁等情况进行检查，确保五防闭锁功能的完好。

5 结论

对变电站五防功能存在问题进行分析和整改，从根本上完善了五防的功能。传统的一些防误闭锁功能已无法满足现代智能化水平的要求，老式设备五防功能的改造也存在一定的局限性，微机五防系统也已成为变电站综合自动化、智能化的发展方向。