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传统电气闭锁防误与现代微机五防问题研究
戴宇 任勇 王兴建
摘 要：
本文从安全管理和技术两个方面，对变电站传统二次电气防误操作闭锁回路和现 代微机防误闭锁方式的原理、功能、技术发展等进行了研究和探讨，对误防问题提出了一些见解，可供从事变电站防误工作的专业技术人员参考。
关键词：误操作 电气闭锁 微机式防误
1．问题的提出：
为了确保变电站的安全运行，在操作二次回路上设置电气闭锁或装设微机五防系统，已成为防止误操作等事故发生的有效而可行的手段。
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变电站和电厂，同时，许多老站也在进行微机五防系统的加装或改造。微机防误是否可以完全取代原有的二次操作回路电气防误闭锁? 新建站在配置了微机五防系统后, 是否可考虑不设计电气回路闭锁? 针对这些问题，本文从安全管理、微机五防技术与传统电气防误装置功能比较以及实际运行中存在的问题等几个方面，展开讨论，并由此提出变电站防误较为可行的解决方案。
2. 变电运行安全管理对防误提出的要求
我国电力系统在无数次血的教训面前，结合中外电气运行的实践，为了有效防止运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故,早在1990年就提出了电气设备“五防”的要求，并以法规形式（能源安保[1990] 1110号文）行文规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。
按“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防误电气闭锁回路。
从这个原则出发，提出了“五防”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联锁的设计原则。为什么会有这个规定呢？因为从误操作的过程来看，误操作有三个部分组成，运行值班人员、检修人员以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。在这种情况下，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，主要是指对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
五防功能是指：（1）防止误分、合断路器。（2）防止带负荷分、合隔离开关。（3）防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）。 （4）防止带接地线（接地刀闸）合断路器（隔离开关）。 （5）防止误入带电间隔。
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联锁来实现。
3.2 微机五防技术的原理与应用
微机五防则是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置。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、地线（地线刀闸）、遮栏网门（开关柜门），上述设备是通过微机锁具（电编码锁和机械编码锁）实现闭锁的，对上述设备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
（１）电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术, 主要通过相关设备的辅助接点联接来实现闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难。
（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）电气闭锁回路一般只能防止开关、隔刀和地刀的误操作，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“。
（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，可以实现较为完整的“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
从以上的分析和比较可知，片面地认为电气闭锁回路可靠和不
可或缺，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。
电气闭锁回路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，间隔多的大站实现起来耗费大量电缆，且在运行中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，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。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。国电公司发输电部2000年第三期《电力事故快报》中，湖南220kV朗梨变“3.10”全停事故的原因分析表明：微机五防系统的“走空程”，是导致此次恶性事故的主要原因。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”，据称可以有效防止“走空程”。
通过分析传统电气闭锁回路和现代微机五防系统各自的特点，对于新上和改造的变电站，我们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（主要是指地刀电磁锁和综合闭锁），防误功能由微机五防系统和间隔电气闭锁回路共同完成。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，不设计或取消电气回路闭锁，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。
５．结论：
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，而作为变电站自动化运用发展方向的微机五防系统，在功能是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五防系统的同时，适度保留间隔的电气闭锁回路或将五防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。（2001.08.08） |
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发表于 2011-7-4 10:48:16
