WFBX型微机防误操作闭锁系统在电站的应用

2015-04-18何朝霞

机电信息 2015年18期

何朝霞

（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆乌鲁木齐830000）

0 引言

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，严重威胁到人身、电网和设备安全，是我国电力系统中常见的事故之一。在无数次血的教训面前，我国结合中外电气运行的实践，将防止电气误操作事故列为电力生产急需解决的重大技术问题并提出了电气设备“五防”要求，实现电气“五防”功能成为电力安全生产的重要措施之一。随着电网的发展、技术的更新，防误装置也不断得到改进和完善。

1 电站概述

电站位于阿勒泰地区福海县境内，主要由发电引水系统、主副厂房、升压站、开关站四部分组成，属坝后式水电站。装机容量4×8MW，年设计发电能力1.24亿kW·h。机端电压10.5kV，经主变升压后与110kV主网并列，共有六喀线、六友线和六北线3条输电线路向电网供电。2001年4月全部建成投产，2009年完成自动化改造。

2 系统应用背景

2008年电站曾发生一起恶性误操作事故。事故经过：6月7日，在110kV六喀线断路器由检修转为热备用操作时，应拉开D1接地刀闸，而操作人员在未核对设备双重名称及位置、监护人监护失职下，误将D2接地刀闸合上，引起三相短路保护动作，造成旁路断路器跳闸（旁路代六喀线断路器运行）。本次事故造成六喀线停运，导致阿勒泰电网富蕴片区4座电站、青河片区3座电站、青河片区5座35kV变电站失压，影响了高考期间的保电工作。操作人员严重违章是造成此次事故的直接原因，而事故的间接原因是：110kV开关站隔离开关机械防误闭锁装置存在缺陷，隔离开关合闸时，两侧接地刀闸处于闭锁状态，隔离开关分闸时，两侧接地刀闸处于解锁状态。

因两名操作人员责任心差、违章操作以及设备本身存在的缺陷发生了如此严重的恶性误操作事件，直接导致阿勒泰电网东部片区大面积停电，事故影响极其恶劣。电站为了从根本上杜绝此类事件再次发生，决定在自动化改造时完善所有的防误闭锁装置。

3 常规防误操作闭锁装置

3.1 机械闭锁

机械闭锁是在开关柜或刀闸的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求，具有闭锁直观、强度高、不易损坏、维护量小、操作方便、运行可靠等优点。然而机械闭锁与电气元件动作间的联系、开关柜与柜外设备及刀闸与开关之间的闭锁用机械闭锁无法实现，其在技术和安全方面存在许多无法逾越的缺陷，可靠性和稳定性相对较差。

我站成立之初，35kV变电所、110kV开关站只采用这样的防误闭锁装置，这也是目前常用的闭锁方式之一。

3.2 电气联锁

电气联锁是利用断路器、隔离开关等设备的辅助接点接入需闭锁隔离开关或接地开关等电动操作回路从而实现开关设备之间的相互闭锁。由于二次回路的复杂性、维护量大等特点，在实际应用中，电气联锁经常会因为二次回路故障而导致闭锁失灵或误发信号。

3.3 电磁闭锁

电磁闭锁是利用断路器、隔离开关等的辅助接点接通或断开需闭锁的断路器、隔离开关或是接地刀闸等电磁锁电源，使其操作机构无法进行操作，从而实现电气设备之间的相互闭锁。这种闭锁装置简单、快捷，但受环境条件影响，装置常常会失灵，局限性比较大，且对设备的密封性要求较高，所以在我国使用并不广泛。

4 WFBX型微机防误操作闭锁系统的组成、应用及特点

2009年，电站在自动化改造工程中全面采用了国电南瑞的WFBX型微机防误操作闭锁系统，该系统采用电脑编码技术，将闭锁的硬件与逻辑运算分开，闭锁的逻辑运算由计算机来实现。利用站端远动装置或综合自动化系统采集实时状态信息，用电脑钥匙采集远动监控装置未采集的手动高压设备的状态信息，使得防误主机一次接线图与现场状态一致，实现信息远传。

该系统由防误主机、电脑钥匙、编码锁组成。主机中安装接线图模拟系统、操作票专家系统、智能语音系统、操作管理系统。电脑钥匙与主机的连接通过适配器的方式实现。经过综合改造后，五防系统成为变电站综合自动化系统中非常关键与重要的子系统之一，在网络信息技术的支持下，能够完成包括操作、对位以及闭锁在内的相关功能。在此基础上，主机与电脑钥匙能够基于数据传输技术对通讯及传送程序进行处理，实现远程对现场编码的操作与控制，从而实现变电站自动化调度过程中的五防功能。

（1）该系统采用了先进的图形模拟系统，以显示器作为操作界面，配置通讯适配器实现模拟操作、操作票传输、五防闭锁、仿真培训等功能；（2）采用数据库结构，系统可维护性强，可自行绘制与修改主接线图，可定义与修改五防闭锁程序，扩容方便；（3）配置操作票专家系统，并具有打印、显示、存储、删除操作票和操作权限分级管理等功能。

在系统软件中，首先编写电气一次主接线图所对应的操作规则及各种设备的操作规范，然后在储存器中进行固化处理。当变电站值班室工作人员接收到操作指令后，先在主机平台上对操作指令进行模拟执行与操作，系统检验操作指令的运行状态及操作步骤的执行情况，评估操作指令的执行是否符合规则，通过这种方式筛选正确的步骤，并将其登记于操作票上。然后，将操作票整体传输给电脑钥匙。电脑钥匙的主要功能是分析并检查锁的类型与锁号是否有完全对应的关系，在确定两者完全一致后，方可进行解锁，同时对该操作步骤下的设备运行状态进行储存记录。在操作指令完成后，电脑钥匙需将处理信息传递至防误主机及变电站调度自动化系统主站微机系统历史服务器，使模拟操作与变电站现场实际运行情况完全契合。以上操作过程以编码锁及电脑钥匙为依据，实现了严格闭锁，从而使系统操作人员能够严格按照预先经过系统检定合格的步骤执行各项操作，对防止误操作有非常重要的价值。

5 系统功能

该系统自改造后使用至今，我们充分感受到了它的先进性、实用性、可靠性，使用中在确保五防功能的前提下操作灵活，现场对位及时准确、锁具操作灵活、维护方便，为我站的安全生产、技术升级提供了有力保证。但在实际应用中，我们也发现了几点隐患：（1）在操作中有时会出现电脑钥匙故障，现场操作中断，操作人员需重新启用钥匙，而在电网统一调度时往往对检修时间有比较严格的规定，在如此紧迫的情况下，往往会使用万能钥匙救急，此时就会失去使用整个五防系统的意义，且无法向防误主机回传现场设备的实际状态。建议系统启用主用和备用两把钥匙，备用钥匙执行智能化，设置一定的权限，由操作人和监护人同时确认，实现从中断操作处切入的功能。（2）微机防误操作闭锁装置中，遥信采用了实遥信和虚遥信两种方式，开关采用实遥信，刀闸多采用虚遥信。在微机五防机上，操作人员可以随意人工置合和置分，改变刀闸和断路器的状态，这种操作对设备位置的判断是不严谨的，存在引发误操作的隐患。为防患于未然，电气设备应一律采用实遥信，而不是通过五防钥匙来反馈设备位置状态。（3）电站应将万能钥匙的使用管理纳入运行管理制度，并严格执行，实时进行监督和考核，杜绝因万能钥匙管理不当引发误操作。（4）电气二次部分的操作虽然在防误系统中有一定的体现，但其并不属于操作规则的研究范畴，即电气二次部分操作并没有与之相对应的闭锁功能，为了保障本部分操作功能的顺利实现，必须依赖于运行管理人员较高的技术水平及责任意识。