隔离闭锁功能在防误闭锁系统中的应用

李翔宇，李长根，许 准，李 珅

（国网新源控股有限公司北京十三陵蓄能电厂，北京 102200）

0 引言

电力生产中，为确保人身、电网、设备的安全，避免各类误操作事故的发生，必须采取防误闭锁措施，其中在电力生产现场安装防误闭锁装置是防误闭锁措施实现的重要手段[1]。

在水电厂中，当有设备要进行检修时，相关运行人员须对检修设备进行隔离操作，以切断该设备的高压电、高压气、高压水等各种危险源的来路，最终将指定检修设备与其他运行设备设施隔离出来，确保检修工作中人身、电网、设备的安全[2]。当同一工期内有多个工作面或多支队伍同时施工时，为保证检修设备的隔离措施不被破坏，要对变更后的设备加挂锁具或其他闭锁工具，同时悬挂相关标识牌指明设备隔离的范围。

防误闭锁系统装置是以“五防”为原则进行设计的[3]。为防止工作人员发生误操作，防误闭锁系统目前具备对设备单一操作流程、操作回路、操作位置等进行闭锁和提示的功能[2-5]，而未考虑到在设备检修中的多设备间隔离措施的闭锁关系。

本文将一种隔离闭锁功能应用于防误闭锁系统中，该功能首先对不同检修隔离措施进行划分，然后通过对不同检修隔离的逐步授权实现在设备检修中的多设备间隔离措施的闭锁功能。

1 检修隔离措施的划分

电厂运行人员对检修设备所做的隔离操作，可以根据措施内容以及涉及保护范围的不同，划分为单一措施、措施链和检修隔离区3类。单一措施是指对现场设备的单一步骤的隔离措施。例如，断路器、隔离开关的分合，地线的挂接等。措施链是由单一措施按照一定顺序先后完成的一系列隔离措施，这些单一措施之间在防误闭锁系统里具有一定的闭锁关系。例如，切断一条线路供电，需断开线路的断路器，再按顺序断开两侧的隔离开关。检修隔离区是指满足单个设备安全检修条件的最小措施范围，通常由多个措施链构成。

单一措施、措施链和检修隔离区的基本关系如图1所示。

图1 单一措施、措施链和检修隔离区基本关系

在水电厂中往往存在着多个工作面同时交叉进行的现象，导致对不同设备的措施范围间的隔离措施互相重叠，在这种情况下必须保证每一项检修任务的安全性和其隔离措施的完整性，有效地保证每项检修任务对应的隔离措施尤其是与其他任务交叉重叠部分不被破坏。

2 防误系统的检修隔离功能

当前广泛应用在电力现场的防误闭锁装置由微机防误闭锁装置、电气防误闭锁、电磁闭锁装置、机械闭锁装置等组成[6]。防误系统的基本工作流程如图2所示：水电厂运行人员在防误主机上对检修隔离任务的隔离措施在防误软件上进行模拟操作，将模拟好的检修隔离任务通过传输适配器传到电脑钥匙上。随后运行人员进行现场的隔离操作，操作每一步对设备名称和状态进行实时对位后使用电脑钥匙解锁设备的五防锁具及智能锁具，从而实现系统防误闭锁的功能。最后操作任务完毕后，将变更后的设备状态传输到防误系统中。

图2 防误系统基本工作原理

为实现设备检修中的多设备间隔离措施的闭锁功能，在原有的综合防误系统中加入了检修隔离授权功能。当多项任务对应的检修隔离区存在措施重叠的部分时，将这几项检修任务合并为一个总的检修任务，并对该任务设立相应的措施范围，即措施范围需要满足在该范围内所有设备的安全检修要求。将总的检修隔离任务的隔离措施在防误主机的防误系统中进行模拟，通过传输适配器传输到电脑钥匙上，运行人员在隔离操作过程中用电脑钥匙进行实时对位、解锁，将变更后的设备状态传输到防误系统中，所有的操作任务完成后，总检修任务的措施范围也在防误系统中初步建立起来。

当现场分别进行单个任务检修时，运行人员在确认所做措施满足该设备安全检修要求并检查相关设备的状态变更与措施要求一致后，在综合防误系统的防误主机上对该任务模拟挂牌生成对应的检修隔离区，并将信息传递到检修隔离管理器的检修隔离授权钥匙上，交由相关检修人员保管，待检修任务完成后由检修人员将检修隔离授权钥匙交还，待检修隔离授权钥匙插入到检修隔离管理器原来的位置上，防误主机上对应的检修隔离区在系统里清除，表示该任务已经完成。通过电脑钥匙建立的检修措施范围与通过检修隔离授权系统建立的检修隔离区通过标识牌等构成相互闭锁，只有当范围内所有检修隔离牌交还在系统中清除后，设立的总的措施范围的安全措施才能恢复。

图3 防误系统检修嗝离建立示意图

在水电厂日常的检修工作中通常存在着同一工期内有多个工作面或多支队伍同时施工的情况，该情况下就会伴随着多个措施范围内措施链重合的问题，为了保证各检修任务的人员安全，在各项任务开始进行之前均需运行人员对重复措施进行反复挂牌[6,7]，费时费力。当采用现地重复挂牌的方法来隔离各项检修任务的安全范围时，对于多项任务共用的措施链往往由于挂牌数量过多，出现标示牌丢失、混乱的问题，进而导致在其中一项检修任务完成后恢复措施时误将一些还未完成检修任务共用的措施链恢复，致使未完成的检修任务的安全范围被破坏，检修人员的人身安全受到威胁。而采用本文提到的综合防误闭锁系统，通过不同检修隔离措施的划分，同时加入检修隔离授权功能，实现了在设备检修中的多设备间隔离措施的闭锁功能，避免了以上情况的发生。

3 实例分析

对某抽水蓄能电厂在防误闭锁系统中应用隔离闭锁功能后其安全保障性进行分析。以该电厂在4号机组A级检修期间对电气一次设备进行的部分工作任务为例，分析该功能对电厂A修期间工作任务的安全性和高效性。

由于在本次A级检修期间，4号发电电动机电气设备A级检修、4号主变压器A级检修、4号机组封闭母线电气一次设备A级检修、4号机组励磁系统电气一次设备A级检修中任务重叠的单一措施较多，故将这些检修任务的隔离措施划分为同一个检修隔离区，该检修隔离区包含的相关措施在表1中列出：

表1 4号发电电动机电气设备A级检修隔离措施

表2 其他工作任务检修隔离措施（表中检修措施以表1中措施对应的序号代替）

以上工作任务的开始结束时间也不尽相同，具体时间如表4所示：

表4 A级检修期间部分工作任务进度

图4 电厂A级检修部分任务进度表

3.1 隔离闭锁功能的安全性

从以上的列表中可以看出，4号机组A级检修期间的多数工作任务存在着措施链重叠，且同一时间不同工作面交叉作业的复杂性问题。传统的防误闭锁系统中，对每一项工作任务单独进行措施隔离，无法有效地对不同工作任务措施恢复顺序进行闭锁，通常是运行人员依据设备上悬挂不同种类标识牌的数量来判断当前正在进行的检修任务。这样现场易造成标示牌丢失、混乱的情况，从而导致在部分工作任务完成后，运行人员提前恢复部分设备的隔离措施，破坏了与之相关的工作任务安全范围，甚至发生人身伤害和设备损害的事故。

使用该套综合防误系统后，运行人员和检修人员之间通过检修隔离牌来实现对同一个检修隔离区内的多个工作任务之间的闭锁，只有在所有任务检修完成后才能对该检修隔离区进行隔离措施的恢复，保证了该检修隔离区内全部工作任务检修的安全可靠性。

3.2 隔离闭锁功能的高效性

在表1～表3中可以发现4号主变压器A级检修、4号机组封闭母线电气一次设备A级检修、4号机组励磁系统电气一次设备A级检修与4号发电电动机电气设备A级检修的隔离措施基本重合。选取4号发电电动机电气设备A级检修的隔离措施作为该检修隔离区的隔离措施，运行人员只需在现场完成一次隔离操作即可，后续确定设备状态与措施要求一致后，只需要根据不同的工作任务在防误主机上完成相应的挂牌隔离工作，从而节省了一定的人力物力，提高了运行人员和检修人员的工作效率。

表3 工作任务挂接地线位置

4 小结

为满足电网需求，提高检修工作的效率，水电厂日常的检修工作中通常存在着同一工期内有多个工作面或多支队伍同时施工的情况，因此防误闭锁系统除了对设备单一操作流程、操作回路、操作位置等进行闭锁和提示的功能，还应加入检修中的多设备间隔离措施的闭锁功能。本文将一种隔离闭锁功能应用于防误闭锁系统中，该功能首先对不同检修隔离措施进行划分，然后通过对不同检修隔离的逐步授权实现在设备检修中的多设备间隔离措施的闭锁功能。通过分析某抽水蓄能电厂的防误闭锁系统添加隔离闭锁功能后在检修中的应用，证明该功能不仅保证了检修工作的安全可靠性，也提高了检修工作的工作效率。在水电厂日常检修中尤其是在多工作面交叉作业时，防误闭锁系统隔离闭锁功能的应用效果与检修范围的划分以及工作任务检修隔离区的合并密切相关，这些工作都依赖于运行人员的专业能力和经验积累，有待进一步探讨。