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摘 要：误操作是电力系统中的一种恶性事故，防止误操作已成为高压电气设备的重要组成部分。随着设备的更新和完善，电气防误闭锁和微机五防闭锁措施已成为主要的电力系统防误保护。
关键词：防误；电气五防；微机五防
前 言：为了保证变电站的安全运行，在变电站的运行二次回路上设置电气插销或安装微机五防系统，已成为防止误操作等事故发生的一种有效可行的手段。近年来，随着微电脑技术的应用和发展，微电脑五防被广泛应用于新建变电站和发电厂。同时，许多旧站也在微电脑五防系统的安装或改造中。微机防错能否完全取代原有的二次操作电路防错电气锁?新站安装微机五防系统后，能否考虑不设计电路闭锁?针对这些问题，本文从安全管理、微机五防技术与传统电气故障预防装置的功能比较、实际运行中存在的问题等几个方面进行了探讨。
1 变电运行安全管理对防误提出的要求
我国电力系统在面对无数血的教训,结合中外电力的实践操作,为了有效防止电气设备的错误操作而导致个人和重大设备事故,早在1990年提出了“五防”电气设备要求,并以立法形式规定电气误差预防管理学原理、操作、设计和使用。根据规定，防错装置的设计应遵循所有可能引起防错运行的高压电气设备均应配备防错装置及相应的防错电气锁紧电路的原则。在此基础上，提出了“五防”条例。其要求是:(1)防止误分、合断路器。(2)防止带负载分、合隔离开关。(3)防止带电接地线或合接地刀。(4)防止带接地线(接地刀)合断路器(隔离开关)。(5)防止误入带电间隔。其中，明确规定110kV及以上电压等级的电气设备应优先考虑电气防误联锁的设计原则。为什么存在这个规则?从误操作的过程来看，误操作由值班操作人员、维修人员和其他人员三部分组成。操作人员的错误操作主要发生在误拉、误合断路器和隔离开关、走错间距等方面，容易造成恶性事故。微机故障预防是防止此类事故发生的一种积极措施。以变电站防误系统为基础，实现了开关运行的防误要求，但它是在微机上实现的，是虚拟的。它只能满足值班人员的操作要求，不能完全解决维修人员及其他人员操作失误的问题。对于维修人员来说，当操作机组人员什么都没做，误操作主要发生在维修和测试过程中。由于微机防误系统不能包含变电站的全部运行，特别是检修人员的运行，因此防止检修人员误操作非常重要。在这种情况下，在不完全依靠微机防误的前提下，电路闭锁成为最后一道防线。其他人员的误操作行为主要是指与正常操作无关的人员，这种情况相对比较少见，但它一直在发生。当不相关人员靠近操作台和操作箱时，容易不小心碰触，导致误操作事故，这一问题没有很好地解决微机故障预防。总之，仅仅依靠微机防误装置而忽视电路闭锁的设计是不可能完全实现“五防”的。
2 传统防误闭锁与现代微机五防技术
2.1 机械联锁
机械联锁是由电气设备之间的机械连接部件组成的联锁，用于操作设备中的各个元件。它属于机械锁件设计的联锁功能，是厂家在研制设备运行机构时所采用的一种结构上的相互联锁功能。它有很大的局限性，不能满足站内所有设备之间五道防线的功能要求:(1)适用范围小，一般只用于成套高压开关柜设备，不能实现电气设备之间的五防功能。（2）电气开关设备机械结构由于设计或者生产工艺问题，还存在机械卡涩，机械指示不正确等问题(3)只能对设备部件进行手动操作，不能锁住电气操作回路。在机械联锁状态下，一旦发生电气误动作，就会损坏电机或机械传动轴。(4)由于上述限制，机械联锁不能作为防止变电站电气误操作的唯一方案。
2.2 传统电气防误与微机五防技术的原理与应用
传统的电气防误功能是建立在二次操作电路基础上的一种防误功能。微机五防是一种应用于高压开关设备中防止电气误操作的计算机技术，它通常由主机、模拟屏幕、计算机按键、机械密码锁、电气密码锁等功能部件组成。当前微机锁紧装置有四种设备:开关、刀闸、地线(接地刀),开关柜门,上述设备是通过微电脑锁和机械密码锁实现锁定,上述设备必须由软件操作锁定规则写的。
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2.3 微机五防与传统电气防误技术比较
(1)电气防误锁电路是一种现场电气联锁技术，主要通过连接相关设备的辅助触点来实现。这是电锁最基本的形式，锁紧可靠，但这种方式需要接入大量二次电缆，接线方式复杂，操作维护困难。(2)微机五防系统一般不直接使用现场设备的辅助触点，连接简单，微机软件规则库和现场锁的五防系统实现了防误锁。(3)电锁电路只能防止开关、隔离开关和接地刀的误操作，而对误入带电间隔和接地线挂钩(拆卸)却无能为力，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，实现相对完整的“五防”功能。只有当微机系统发生故障，解除锁定，五防功能才会完全丧失。此外，微机五防系统还存在“空程”问题(操作过程中缺少项目)，导致操作错误。
2.4 电气联锁
电气联锁是将断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的辅助接点接入受控设备电气操作电源回路构成的闭锁，该方案闭锁回路不允许设中间转换设备，闭锁回路简单直观，便于运行人员理解和操作，早期变电站基本都采用了电气联锁实现变电站的五防功能。
电气联锁基本满足站内所有设备之间防电气误操作的功能要求，但在实际应用中也存在一些局限性，主要表现在:（1）对辅助接点的质量要求较高。电气联锁的可靠性取决于闭锁回路中接入的所有辅助接点动作的正确性，回路中任一辅助接点的动作不到位都将导致电气联锁功能的失去，且查找原因较为困难。近年来真空辅助开关的推广使用，辅助接点动作的可靠性有了较大的提高。
（2）对辅助开关的数量要求较高，部分设备难以满足要求，电气联锁必须采用相关设备的辅助接点，因此要求设备提供较多的辅助接点。（3）远方操作防误闭锁功能说明: 防误系统进行模拟预演后，控制遥控闭锁继电器的闭锁接点吸合，监控系统才能操作该设备，否则不能操作，可有效解决因监控系统软、硬件故障或运行人员操作不当造成的误操作，提高系统的安全性。（4） 就地操作防误闭锁功能说明: 系统采用电编码锁或机械编码锁对就地操作的设备( 隔离开关、地刀、接地线和网门等) 实施强制性闭锁。就地操作时，防误尤其对于母线上的接地器，由于需要与母线上所有隔离开关都到进行相互联锁，当母线隔离开关较多时，母线接地器的辅助接点数量一般很难满足要求。（5）二次回路设计复杂。其需要将相关设备的辅助接点通过控制电缆串联来实现闭锁功能的，对于母线上或变压器两侧的隔离开关和接地闸刀设备，相互联锁设备较多，导致二次回路设计复杂，控制电缆较多。（6）联锁回路易受现场电磁环境干扰。电气闭锁回路均通过敷设在配电装置电缆沟内的控制电缆进行回路连接，对于500KV变电站，由于配电装置场地大且电磁环境恶劣，当电气闭锁回路控制电缆较长时，联锁回路易受现场电磁环境的干扰，影响联锁功能的可靠性。随着我国变电站运行自动化程度的提高，电气联锁措施已不适合用于全站设备的五防功能，部分地区采用间隔内设备之间的电气闭锁作为强制性闭锁的措施。
2.5 微机五防系统闭锁
独立配置微机五防系统实现全站的远方、就地操作防误闭锁功能的闭锁回路。微机五防系统将大量现场的二次闭锁回路变为防误闭锁逻辑规则库，不仅将传统的防误闭锁技术数字化，还可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，解决了电气联锁的局限性，可以说是电气设备防误闭锁技术的一次质的飞跃。
结束语：
随着计算机和网络通信技术的发展,变电站自动化技术电气防误系统进一步完善,传统的电气闭锁方法不能完全满足需求,作为一个变电站自动化使用微机防误系统的发展方向,在功能方面还有待进一步的完善和改进,从目前的运行情况,为了安全可靠的微机五防系统推广应用的同时,优化电气联锁，加之五防机械钥匙，视频监控等辅助手段，才能更有效的防止电气误操作事故的发生。
参考文献：
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[2]黄 旭. 浅议传统电气闭锁防误与现代微机五防技术[J].石油化工设计,2012,29(02):46-47+50+69.
[3]孙京华. 有关变电站的传统电气闭锁防误与现代微机闭锁防误问题的探讨[J].工程建设与设计,2005(01):47-48.
论文作者:陈毫银
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第10期
论文发表时间:2019/9/25
标签：联锁论文; 操作论文; 微机论文; 电气论文; 回路论文; 设备论文; 变电站论文; 《当代电力文化》2019年第10期论文;