电气闭锁“五防’与现代微机“五防”综合与运用 

摘  要：本文对微机“五防”的应用和解锁进行了分析，对微机五防与电气五防的必要结合进行了阐述，提出了关键防误操作的微机五防与电气五防结合方案，对新投产的变电站和已运行的老变电站的微机防误闭锁改造的设计、施工以及运行具有重要意义。  

  关键词：微机五防 电气五防 操作 解锁  

1、变电运行安全管理对防误提出的要求 

    电力系统在无数次血的教训面前，结合中外电气运行的实践，为了有效防止运行电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，误操作由三个部分组成：1）运行值班人员、2）检修人员、3）其它人员的误操作造成。 

    针对运行人员的误操作。主要发生在误拉、误合、断路器和开关，误入间隔等容易造成恶性事故，微机防误，就是防止这类事故而采取一种积极措施，它是在变电所专家系统的基础上实现开关操作的防误要求的。但它是在微机上实现的是虚拟的。它只能满足运行值班人员的操作要求，并不能完全解决检修人员和其它人员的误操作问题。 

     针对检修人员的误操作。主要发生在检修、试验过程中，这时运行人员并不作任何操作。由于微机防误系统并不能包含所有变电的操作，特别是检修人员的操作，故不能完全依赖微机的防误操作就显得非常重要。在这种情况下，不能完全依赖微机防误的前提下，电气回路闭锁就成了最后一道安全防线。针对其他人员的误操作。主要是指对正常操作无关的人员。这类情况相对较少，但也时常发生。当无关人员处于操作台或机构箱附近时，很有可能发生误碰；从而导致误操作事故，这个问题微机防误是不能很好地解决的。 

2、传统防误闭锁与现代微机五防技术 

    传统电气防误原理与应用。五防功能是指①防止误分、合断路器。②防止带负荷分、合隔离开关。③防止带电挂（合）接地线（接地开关）。④防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。⑤防止误入带电间隔。传统电气防误是建立在二次操作回路上的一种防误功能，一般通过开关的辅助接点联锁来实现。  

    微机“五防”技术的原理与应用。微机五防是一种采用计算机技术，用于高压开关设备防止电气误操作的装置。通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁等功能元件组成。现行微机防误闭锁装置闭锁的设备有断路器、开关、地线（地线开关）、遮栏网门（开关柜门），上述设备是通过微机锁具（电编码锁和机械编码锁）实现闭锁的，对上述设备须由软件编写操作闭锁规则。 

微机“五防”与电气防误技术比较。电气防误闭锁回路是一种现场电气联锁技术，主要通过相关设备的辅助接点来实现闭锁。这是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难。微机五防系统一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简单，通过五防系统微机软件的规则库和现场锁具实现防误闭锁。电气闭锁回路一般只能防止断路器、隔离开关和接地开关的误操作，对误入带电间隔、接地线的挂接（拆除）等则无能为力，不能实现完整的"五防"。微机五防系统可根据现场实际情况，编写相应的"五防"规则，可以实现较为完整的"五防"功能。只是在微机系统故障未解除故障而解除闭锁时，五防功能完全失去。另外，微机五防系统还存在"走空程"（操作过程中漏项）导致误操作的问题。 

3、完善的防误解决方案 

  电气闭锁回路是电力系统发展过程中经过不断完善，但回路复杂，间隔多的大变电所实现起来耗费大量电缆，且在运行中存在开关辅助接点不可靠、户外电磁锁机构易损坏等问题，再者、其防误功能随二次接线而定，不易增加和修改，不能实现完全的五防。 

4、传统防误闭锁与现代微机五防技术 

  传统电气闭锁回路和一代微机五防系统有各自的特点，对于新上和改造的变电所，因此建议采用的“五防”系统方案如下： 

  方案一：对于变电所（以下简称所内）所有断路器和开关的位置为实遥信，且微机五防与变电所监控系统共享一个数据库的，可以考虑不设计或取消电气回路闭锁，所有防误功能由微机五防系统独立完成，并要求微机五防系统有防空程措施。 

  方案二：对于所内所有断路器和开关的位置为虚遥信，且微机五防与变电所监控系统共享一个子数据库的，可以考虑不设计或取消电气回路闭锁（主要是指接地开关电磁锁和综合闭锁），防误功能由微机五防系统和间隔电气闭锁回路共同完成。要求微机五防系统有防空程措施。   方案三：无论所内所有断路器和开关的位置为虚遥信还是实遥信，也无论微机五防与变电所监控系统是否共享一个数据库，不设计或取消电气回路闭锁，但在电动操作的开关或接地开关机构箱的操作电源回路中加入微机五防接点，防误功能由微机五防系统独立完成。要求微机五防系统有防空程措施。 

5、微机五防与电气五防的结合方案 

    设计人员认为，有了微机五防，电气五防回路不必再考虑，因此，采用装配式的高压开关设备的变电站在应用微机五防的初期，不再设电气五防回路，另外，由电气或机械闭锁改造而成微机五防的变电站，由于，此前电气五防回路问题较多，在微机五防的改造过程中，将其短接或拆除，本文在绪论中提到过的湖南邵阳4.13事故，是在母线接地刀闸未拉开的情况下，检修人员合上了母线刀闸而造成事故的。采用电气五防时，母线刀闸的操作电源受母联开关辅助接点的闭锁，而母联开关两侧的刀闸又受母线接地刀闸辅助接点的闭锁，则不会发生事故。而采用微机五防在解锁的情况下，只要打开操作机构门，下面的操作就无闭锁可言，也是事故发生的根本所在。本文认为关键的电气闭锁关系不但应保留并且要加强，这样，在解锁情况下电气闭锁就可以成为第二道防线。如：母线刀闸与母线接地刀闸电气闭锁关系等。   

    本文认为应着重考虑对一些危害较大的、且极易发生的误操作事故的防范，根据统计，带母线接地刀闸误合母线刀闸的误操作事故发生的频率是较高的，原因是，刀闸在高压开关设备当中问题较多，如不能分合闸或分合不到位等缺陷，而这些缺陷的发现和处理一般是在停送电时，而此时，必然会出现临时增加工作任务的情况，特别是在送电时，由于急于送电操作又不敢上报（否则会因临故修被考核或影响设备可用率），只好违背上级指令所造成的，因此，应着重予以解决。   

母线刀闸与母线接地刀闸电气闭锁关系解决方案： 

  ①有电气闭锁的解决方案如图2所示，在原有电气闭锁保留完整的情况下，可增加2GBM小母线（一般情况下GBM的电缆都会有备用芯，不会增加电缆的敷设工作量，二次接线在端子排上将原有的1G和2G之间的连线拆开即可）。  

  ②没有电气五防回路的解决方案（如图3所示），只将母线接地刀闸的辅助接点串接在母线刀闸的控制回路中即可（此方案需增加电缆），其它闭锁(如倒母线条件)靠微机五防闭锁。以上二方案简单、可靠，没有增加正常运行操作和事故处理的复杂性。 

6、结束语 

    随着计算机及网络通信技术的发展，变电所自动化技术对电气五防系统的要求进一步提高，传统电气防误闭锁方式已不能满足要求，而作为变电所自动化运用发展方向的微机五防系统，在功能上还有待进一步完善和提高。从目前的运行情况来看，为了安全可靠起见，在大力推广应用微机五防系统的同时，适当保留间隔的电气闭锁回路或将五防系统接点引入到电动操作回路中，应该是比较有效的防误闭锁措施。微机与电气五防的结合，可以对一些危害较大的、且极易发生的误操作事故的进行防范，如带接地刀闸合母线刀闸等，其带来的二次回路检修维护的工作量与防止误操作可靠性的大大提高相比，是划算的，如果想减少二次回路检修维护的工作量，那么，刀闸的辅助开关和开关端子箱以及端子排等二次回路设备，应尽可能使用质量较好（进口或合资）且不会出现很多问题的设备。另外，微机五防装置本身应不断改进和完善，尽量减少因微机五防装置本身的问题造成的解锁操作。