变电站防误闭锁装置概述

吕志新 白 明 徐 肖

（国网新疆电力公司检修公司，新疆 乌鲁木齐 830002）

1 引言

变电站电气误操作主要由运维人员、检修人员和其他人员的误操作造成，这严重威胁了人身、电网和设备安全。防误装置是变电站用来防止电气设备误操作的设备，是目前防止运维人员进行电气误操作或误入带电间隔的较为有效的技术措施，主要包括：微机“五防”装置、解锁钥匙、编码锁、机械闭锁装置、电磁闭锁回路、电气闭锁回路、带电显示装置、设备转动方向标示等。为坚决杜绝变电站运维人员发生电气误操作事故，确保电网的安全稳定运行，结合中外电气运行的实践经验，根据国家电网公司《防止电气误操作装置管理规定》，变电站所有可能引起电气事故的一次设备，都应装设防误闭锁装置。

2 防误闭锁装置的基本要求

通常所说的“五防”闭锁功能，包括：

（1）防止误入带电间隔；

（2）防止误合、误分断路器（开关）；

（3）防止带负荷拉合隔离开关（刀闸）；

（4）防止带接地刀闸（接地线）合闸；

（5）防止带电合（挂）接地刀闸（接地线）。

现阶段，因技术原因“防止误合、误分断路器（开关）”闭锁功能采取的措施是提示性的，其余四类防误闭锁功能均采取强制性措施。

2.1 防误闭锁装置的配置要求

（1）变、配电装置升级改造，装设防误闭锁装置时，应该优先选用微机“五防”装置或电气闭锁回路方式。新建变电站的电气设备防误措施优先选用微机“五防”装置。

（2）采用不间断交流电源为防误闭锁装置供电，使用的直流电源不得同时为继电保护和控制回路供电。

（3）防误闭锁装置的结构应考虑防锈蚀、防卡涩、防粉尘、防干扰、防外物开启、户外防水和耐低温（满足当地气候条件）的要求。

（4）防误装置的结构应与其所配电气设备的操作位置相对应，并且不得影响电气设备的操作要求，尽量不增加处理事故和正常倒闸操作的难度。微机“五防”装置不得影响保护装置、通讯设备和自动化装置的正常运行。

（5）防误闭锁装置主机应该与办公自动化系统分开，严禁与外网互联，防误闭锁装置的网络安全要求等同于电网二次系统实时控制系统。

2.2 防误闭锁装置的使用要求

（1）防误闭锁装置必须与所配的主设备同时设计、安装、投运。不得投运未安装防误闭锁装置的电气设备，防误闭锁装置验收不合格的电气设备也不得投入运行 。

（2）制定专门的保管和使用防误闭锁装置解锁钥匙或备用钥匙的制度。防误闭锁装置正常情况下严禁解锁或退出运行。

（3）在遇到危及人身安全、电网和设备安全的紧急情况时，若需要进行解锁操作，可根据变电站当值负责人的指令，紧急使用解锁钥匙，当值负责人要对解锁操作进行认真监护，同时值班员要及时将此解锁操作报告当值调度员，最后记录好使用原因、批准人和使用人姓名、开始和结束时间等。

（4）电气设备检修，若需要进行解锁操作，应该经变电站站长批准，由当值值班员进行监护。

3 防误闭锁装置的基本原理

3.1 机械闭锁

通过机械结构的制约达到防误闭锁的目的的闭锁形式，称为机械闭锁，它分为直接式机械闭锁和间接式机械闭锁。直接式机械闭锁有：机械程序锁、简易接地桩、机械连杆传动闭锁和钢丝弹簧轮轴传动闭锁；间接式机械闭锁有：电控钥匙盒闭锁、红绿翻牌等 。常见的用于隔离开关、接地刀闸和一些组合式手车的机械闭锁是机械连杆传动闭锁，此类机械闭锁的缺点是：容易出现卡涩导致操作不便，并且不同回路之间的电气连接没有逻辑判断，只能闭锁本元件或本回路，很难满足接线复杂的防误闭锁要求。

3.2 电气闭锁

电气闭锁是通过断路器和隔离开关的辅助接点联锁的方式在所操作的二次回路上设置电气闭锁，包括电气回路闭锁、电磁回路闭锁、电气报普、高压带电显示装置。与机械型防误闭锁相比，电气闭锁克服了不同回路之间的电气连接没有联系和逻辑判断的缺点，在防止断路器和隔离开关、接地刀闸的误操作比较可靠。电气闭锁的不足是，接线方式复杂，需预先接入大量电缆，而且电气闭锁无法真正防止误入带电间隔和误装、误拆接地线，因此电气闭锁不能实现完整的“五防”闭锁功能。

3.3 微机闭锁

目前，国内最先进的防误装置是微机防误闭锁装置。微机闭锁装置通过预设操作原则确保倒闸操作顺序正确，通过各类编码锁和状态锁保证操作正确，从而实现防误闭锁功能。它由微机防误装置主机、电脑钥匙、传输适配器和编码锁组成。

微机防误闭锁是事先将系统参数、电气防误操作接线图、电气元件操作规则存入主机中，当运维人员在五防机模拟图上进行模拟预演时，微机“五防”系统会根据当前设备的实际运行状态判断模拟操作是否符合规则。在进行倒闸操作时，微机防误装置主机先与现场设备进行对位，确保主机主接线图中的断路器、隔离开关分合状态与实际相符。核对无误后，运维人员在五防机模拟图上进行模拟操作，待模拟正确后，生成操作票，传至电脑钥匙。电脑钥匙接受、识别主机传来的操作票编码，识别无误后便可以用电脑钥匙打开装于现场相应设备上的编码锁，进行现场设备的正式操作。倒闸操作完成后，将电编码锁插回至特定接口，进行设备状态变位信息的回传，以此更新五防机模拟图上的断路器、隔离开关等的位置。整个操作过程是在微机“五防”主机、电脑钥匙、编码锁的严格闭锁下进行的，运维人员根据校验合格的操作票进行操作。由此可见，微机防误闭锁能够实现软、硬件全方位的防误闭锁功能。倒闸操作流程图如图1所示。

4 防误闭锁装置的应用现状

运维人员误拉、误合断路器（开关）和隔离开关（刀闸）以及误入带电间隔是造成恶性事故的几种常见误操作。微机防误闭锁装置是防止这类恶性事故的积极措施，它对防止运维人员的误操作特别有效。检修人员的误操作大多发生在检修或试验过程中，检修人员的操作并没有包含在微机防误闭锁系统中，因此微机闭锁装置尚不能防止检修人员的误操作，此时电气型闭锁成了保证安全的最后一道防线。其他人员的误操作主要是指，与正常操作无关的人员的误操作。这类情况虽然比较少，但也时有发生。比如，无关人员在操作机构箱附近时，有可能因误碰设备导致误操作事故，这类问题微机防误闭锁装置也不能很好地防止。另外，微机防误闭锁在实际使用过程中还有以下问题需要解决：

（1）非正常运行方式下，不能用电脑钥匙进行解锁操作，只能依靠强制解锁。

（2）对户外编码锁的维护工作量较大。修改闭锁规则和日常维护需由专业人员进行。

（3）微机闭锁功能的核心是虚拟的操作逻辑，对无票操作或检修和其他人员的防误闭锁无效。

（4）微机防误系统存在“走空程”的问题，在实际运用中，电脑钥匙在解锁过程中常发生编码锁没打开而电脑钥匙的程序已走到下一步的情况。

（5）电脑钥匙一般是在前一项操作完成后，随即指向下一项操作，前一项操作内容不能重复，否则视为误操作。正常情况下，这种方式能够给操作人员带来方便，但在实际操作中，常遇到设备一次操作不到位的情况，显然电脑钥匙的这种方式给设备的重复操作造成了较大困难。

5 防误闭锁装置的发展趋势

随着变电站自动化水平的不断提高、运维管理模式的不断改进，防误闭锁技术将面临更多新的需求，在这种电网发展趋势下，新的设计理念不断涌现，微机防误闭锁技术作为主流的防误闭锁技术不断发展，其中一个发展较快的分支就是在线式微机防误闭锁技术。但从目前的运行情况来看，单纯依靠防误闭锁装置并不能完全防止误操作故事的发生，为了进一步保障电网的安全可靠运行，在大力推广和改进微机防误闭锁系统的同时，将微机“五防”系统接点接入电动操作回路或适当保留间隔的电气闭锁回路，应该是比较有效的防误闭锁措施。

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