变电站五防系统配置分析

引言

电力生产中的电气误操作事故是电力系统频发性事故之一，往往可能造成设备损坏、大面积停电甚至人身伤亡等重大事故。杜绝电气误操作是供电企业安全生产的重中之重。为了确保电力系统安全、稳定运行，避免各类误操作事故的发生,必须切实采取防误闭锁及相关组织管理手段。为了有效防止因运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，我国早在1990年就在安规中提出了电气设备的“五防”要求，并以法规的形式规定了防误装置的管理、运行、设计和使用原则。2010年，广东电网公司还制定了防止电气误操作闭锁装置运行管理规定及相关技术规范。按照规定，新建、扩建、改造的工程未安装防误装置，或者已安装但验收不合格的电气设备不能投入运行；项目管理单位在投运前，必须要督促施工单位对防误闭锁系统做到“三同时”。目前，变电站的防误系统主要由微机主机、电脑钥匙和各种锁具（数码锁）及电气闭锁节点等组成，在类别上分别有机械闭锁、电气闭锁、逻辑闭锁、程序闭锁等；进行五防闭锁操作时，运行人员通过模拟操作，应与预先存储的逻辑规则和状态对每步操作进行判断，并通过串行接口通讯将操作步骤输入电脑钥匙中，然后由电脑钥匙打开装于现场相应设备上的编码锁进行倒闸操作，以达到防误操作的目的。本文就五防系统在变电站的各种配置类别进行简单的讨论。

1防误闭锁系统逻辑

防误闭锁系统逻辑主要是指五防电脑数据库中的五防逻辑，目前有些综合自动化变电站使用的一体化防误系统同时还存在间隔层的五防逻辑数据。所以，五防逻辑的正确与否直接关系到设备是否能够正常安全操作。如果五防逻辑无法满足现场设备防误要求，不但会给变电站运行操作人员带来不便,同时也会给电力系统的安全运行带来极大隐患；闭锁逻辑不完善可能会给变电站的闭锁操作带来沉重负担，对于复杂操作，也可能需要花费过多的操作时间，使操作效率变低，停送电操作时间拉长，从而使闭锁系统的应用受到一定限制。因此，设备在投运使用前，变电站运行人员必须参与相关防误闭锁系统逻辑的设计和验收。

1.1刀闸分闸条件

正常配置的防误闭锁系统要求厂家施工人员要提供完整的逻辑数据库，要能对全站设备的防误逻辑导出电子版本。如果数据库导出的逻辑不是直观的通用逻辑表，还必须要求厂家人员翻译成通俗易懂的逻辑表，以便运行人员查阅核对。变电站运行人员核对导出的五防逻辑表要保证实现对全站的所有设备在进行不同运行方式倒闸操作时逻辑正确，不会出现误操作的可能。依照有关防误闭锁管理的技术规范及验收规范,要逐一设备进行解读；对于刀闸分闸的条件，可以分为以下几种情况进行逻辑检查。

第一，正常倒闸操作时的分闸操作逻辑，要保证对应的断路器在分闸位置，并能够执行分闸操作。个别条件不完善的,还必须有母线刀闸位置与负荷侧刀闸位置有先后操作顺序的闭锁条件，此时如果拉开母线侧刀闸操作，必须还有一个负荷侧刀闸在分开位置的逻辑条件判据。

第二，倒母线方式下的刀闸分闸逻辑条件在五防逻辑中最容易被遗漏而出现安全隐患，因此，配置五防逻辑必须熟悉本站设备的接线方式，了解本站设备存在哪几种运行方式的转变，这样才能充分完整地对五防逻辑进行检查。此种方式下的刀闸分闸操作逻辑条件必须是母联断路器在合闸位置,而且另外一把母线刀闸必须在合上位置，符合这个逻辑后，才可以对此刀闸分闸操作。

第三，对于旁路代路操作下的刀闸分闸逻辑，当用旁路断路器代某间隔断路器运行方式下的倒闸操作，在拉开旁路侧刀闸时，需要检查的逻辑条件必须包含旁路断路器在合闸位置条件、本间隔断路器在分闸位置状态下的逻辑，只有逻辑正确，才能对此刀闸进行分闸操作。

第四，有关接地刀闸闭锁逻辑，其所涉及网门等辅助设备的逻辑条件必须在考虑范围内，地刀是否存在其他条件的联锁条件等，都必须根据本站的实际条件来进行逐一分析检查。对于地刀逻辑，需要特别注意个别线路侧地刀是否加入了线路侧有电闭锁的逻辑条件进行判别，还必须对有关有电闭锁条件进行必要的检查，包括使用有电闭锁节点的继电器是否符合设计标准等，否则，在模拟操作或实际操作中，就可能会出现由于条件不符合而导致闭锁不能操作的情况。

1.2五防图检查

在核对正确厂家提供的五防逻辑数据库的同时，变电站运行人员还必须对防误逻辑在五防电脑一次图或五防模拟屏上一次图进行模拟检查，以检查五防逻辑的有效性，确保经过检验的五防逻辑在实际应用中不会出现异常或不足。通常可以从以下几方面进行检查:

第一，按照正常停送电操作顺序，对全站的所有设备进行一次正常的停送电模拟操作；各间隔设备单独操作时，逻辑条件要符合实际，能够顺利执行模拟操作，没有出现条件不符合的告警。

第二，按照正常停送电操作模拟时，模拟错误的操作步骤，系统必须能够正确出现步骤错误的提示，特别是对带负荷拉合刀闸、带地刀或接地线合闸等条件进行模拟演示时，系统必须能够正确出现操作错误的提示内容。

第三，按照不同运行方式或特殊运行方式下的倒闸操作进行模拟检验，如倒母线操作、代路操作等，必须能够正确识别不同方式下的模拟条件符合现场实际要求，而不出现错误提示或逻辑条件不符合规定等情况。

第四，要同时模拟两组或多组人员同时操作。一组人员模拟完毕后，可取出五防钥匙，然后由另一组人员再进行其他间隔设备的模拟操作，系统应能够正常运行而不相互影响,各组人员操作完毕后，回传数据应能正确识别。

对于有间隔层配置的五防系统逻辑，同时还必须对间隔层的五防逻辑进行与上述五防电脑相同的检验，以确保间隔层逻辑的正确性。同时，应检查间隔层对应的闭锁转换开关的硬节点，同时全面检查间隔层中逻辑解锁、硬件解锁、五防闭锁等方式下间隔层的正常使用。

2防误闭锁系统锁码

变电站五防锁码由于设计数量庞大，因此，在使用前容易出现错漏的概率也大。如果锁码出现错误或混乱，将可能直接导致误操作的事故发生，因此，五防锁码在变电站防误系统工作中也是一项十分重要的项目。

目前，变电站比较常用的五防锁码有两种，一种是珠海共创的8421锁码，另外一种是珠海尤特电子五防锁码。变电站运行人员在检查两种锁码时的方法基本相同，具体方法如下：

首先，应当要求五防厂家提供电子版本的五防锁码表,对厂家设定的五防锁码表逐一进行设备核对验收，查看是否存在相同重复的锁码。按照不同间隔设备进行逐一分类标识,以免出现混乱。

其次，要在模拟屏进行逐个间隔设备模拟，然后取出五防钥匙进入现场设备对安装在现场的五防锁码进行检查，查看模拟内容与现场实际设备是否对应，条件是否符合。

最后，在对五防锁码进行验收的同时，还必须对所有设计的五防挂锁或锁座的标识进行检查，查看所有的挂锁与固定锁座的编号、标识与现场实际设备是否完全一致。

3防误闭锁系统电气闭锁回路检查

变电站电气闭锁回路由于设计面比较广，而且在设计、施工等过程中需要进过多重检查及验收，所以，出错的概率相对较低，但是，一旦出现错误，后果又将是非常严重的，将会直接失去最后一道防止误操作的防线。因此，变电站运行人员如何介入到电气闭锁回路的验收以及检查是否到位关系很大。笔者以为，对于变电站运行人员而言，应该从熟悉施工图纸和现场接线等两个方面对电气闭锁回路进行检查。

熟悉施工图纸，首先要查阅施工图纸资料上有关电气操作回路部分。查看电气闭锁回路是否完善，有无存在错漏；对于电气闭锁回路上的每一个闭锁节点，都必须清楚并思考是否合理;对于存在疑问的，必须向施工单位或设计单位询问清楚。其次是变电站运行人员对现场接线的验收。在施工人员完成了相关设备的安装及接线后，变电站运行值班人员必须对所有的设备进行一次操作验收。具体验收可以从以下几方面进行：

第一，单独间隔停送电操作检查。由变电站运行人员对各间隔设备独立进行停电、送电的顺序操作，应不会出现异常情况。在操作过程中，可分别断开刀闸的控制电源或电机电源,刀闸必须立即停止转动，重新合上电源后，刀闸也不应该动。操作过程中按下急停按钮，刀闸要能够立即停止转动。

第二，在单独间隔停送电操作验收时，再按照错误的操作方式进行操作，此时必须出现不能操作刀闸的情况。即：将本间隔断路器合上，此时刀闸分闸或合闸操作必须无法进行；而将断路器分开后，则能够正常操作刀闸。同时要查看此回路上是否存在其他闭锁节点，逐一进行检查。另外，看看回路是否有经门控闭锁的条件等。

第三，本间隔与母联开关联锁回路的检查。如果按照倒母线操作的逻辑进行操作，那么此时，刀闸控制电源必须经母联间隔的互联回路控制，而不是经过本间隔的刀闸控制回路控制，检查闭锁回路电源的正确性。另外，也必须对母联断路器的位置闭锁节点进行验收。检查倒母线操作时，可通过母联断路器分别在合闸位置与分闸位置时的状态来检查刀闸操作条件是否符合要求。

第四，检查刀闸操作与地刀闭锁条件的配合。如果将相应刀闸的地刀合上，刀闸必须无法操作；拉开地刀后，刀闸则能够正常操作。

4防误闭锁系统的机械锁检查

变电站五防系统中的机械闭锁设施现对稳定，主要的设计环节表现在安装质量上，因此，在进行刀闸或地刀操作验收时，可以将相关的设备合上，以检验是否起到机械闭锁的作用，同时查看机械闭锁卡位是否足够，避免位置不同步造成设备损坏或事故。目前，变电站设备中的主要机械闭锁部位都是在刀闸与地刀的相互闭锁上，一般都通过机构连杆等方式实现互锁。因此，在检查时，主要针对本站刀闸及地刀的机械部位进行检查就基本可以了。在部分柜式设备上检查刀闸先后操作顺序时，也存在机械闭锁的方式，对于这种情况的检查,除了正常操作方式以外，还必须进行错误的刀闸或地刀顺序操作，此时，机械闭锁必须起作用，应能禁止设备操作。

5防误闭锁系统程序锁及电磁闭锁

在变电站防误闭锁系统中，除了上述的几个闭锁方式外,还有程序闭锁和电磁闭锁，甚至还有在线五防闭锁系统等。在这里做一个简单检查说明。

程序锁大多出现在旧式的柜体控制屏及开关柜等设备上,这是利用设备操作顺序设计的一套操作程序锁。操作时，应按照设备预先设定的流程顺序逐项开锁操作，只能操作完第一项后再取出钥匙去开第二项操作，否则无法操作。因此，在进行此类设备的检查时，必须熟悉设备的先后操作顺序，否则将无法进行余下的操作。在检查时，也可以进行跳步试验，但必须出现不能插入钥匙的情况，否则就必须检查是否存在缺陷。

对于电磁闭锁的的检查，目前变电站使用的闭锁系统中,电磁闭锁方式相对较少，只有少数的地刀在使用此功能。如地刀操作时接入电磁闭锁卡扣，电磁闭锁回路接入相应设备的闭锁节点，只有所有条件符合后，电源才能接通电磁锁回路的电源，允许打开电磁闭锁卡扣，否则将无法打开电磁锁卡位而不能进行地刀操作。

在线五防系统由于二次接线相对复杂，所以，目前的变电站较少使用在线五防系统。简单地说，在线五防系统就是利用设备现场的实际位置来实时反应设备状态，通过设备的实时位置来判别是否符合防误闭锁条件，符合条件就立即开放操作，否则闭锁操作。所以，在进行此类闭锁系统的验收时，必须对所有相关设备的逻辑条件进行分类梳理，然后按照现场实际逐一间隔设备进行操作检查。当闭锁条件不符合时,查看是否能够操作，如果允许操作，说明闭锁回路存在缺陷。对相关联的设备及闭锁条件都必须逐一进行检查，以确保所有设备都符合闭锁条件投入运行。

6结语

变电站的五防系统验收涉及范围广，很容易在检查验收工作中出现错漏。特别是在变电站技改或新站建设投运时，由于投运时间比较紧迫，一般容易忽视许多日常验收必须要完成的项目，给变电安全及电网安全运行留下安全隐患。因此，作为变电站运行人员，必须充分认识并结合实际开展防误闭锁系统的检查验收工作，才能从根本上消除系统出现的安全隐患,保障变电站人身设备及电网的安全稳定运行。

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