变电所电气“五防”分析

变电所电气“五防”分析摘要]本文对元宝山发电厂整个变电所的电气“五防”闭锁功能进行了分析介绍，对电气闭锁和微机防误闭锁的功能进行了简单比较，并对三期变电所的防误装置提出了改进意见。关键词：发电厂；变电所；分析；改进1、电气“五防”功能的定义电气“五防”功能是指：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂接，地线或合接地刀闸；防止带电接地线(接地刀闸)合断路器(隔离开关)；防止误人带电间隔。2、国内变电运行安全管理对防误的要求我国电力系统在无数次事故教训的基础上，结合中外电气运行的实践经验，为有效防止对电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，在90年代初就提出了电气设备“五防”的要求，并制定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则，现已列入《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中。按规定，防误装置的设计应遵循的原则是：凡是有可能引起误操作的高压设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。3、我厂一、二期变电所“五防”功能的实现我厂220KV系统接线为双母线带旁路母线方式，正常为双母线运行，即北、南母线同时运行，母联5612开关合路，旁路5600开关、侧路母线备用。500KV系统的运行方式为I、Ⅱ、m、Ⅳ母线运行，Ⅱ、Ⅳ母分段5024开关合路，I、Ⅲ母分段5013开关合路，母联5034开关合路，母联兼旁路5012开关合路(做母联运行)；元董#1线、#2主变运行于Ⅱ母线，元董#2线、#3主变运行于Ⅲ母线，#1联变运行于I母线，#2联变运行于Ⅳ母线。旁路母线和旁路5054开关停电备用。3．1、我厂220KV变电所在正常运行方式下的“五防”全部靠DNBS—Ⅲ型微机防误闭锁装置来实现。DNBS—Ⅲ型微机闭锁装置是由WJBS—1型微机模拟盘，DNBS—1A型电脑钥匙，DNBS—3型机械编码锁等产品组成，可以校验及打印操作票。该装置以变电所一次模拟屏为核心，在模拟屏工控机内预存了所有设备的正常倒闸操作程序，模拟屏上所有的模拟元件都有一对触点与主机相连。操作时微机就根据预先储存好的规则对每一项操作进行判断，如操作正确则发出一声表示操作正确的声音信号；如操作错误，则通过显示器闪烁显示错误操作项的设备编号，并发出持续的报警声，直至将错误项复位为止。预演结束后，将操作人员模拟预演正确的操作程序传输给电脑钥匙，依次对电气设备进行逐项对应操作，当出现与正常操作程序有误的情况时，不能用电脑钥匙进行解锁，也就无法进行操作，从而有效的防止了电气误操作事故的发生。其主要功能如下：(1)、具有断路器对位记忆功能，在模拟盘断电的情况下，模拟元件被误动后，装置有电时能自动诊断显示不对位元件编号。(2)、防止带负荷拉合隔离开关。(3)、防止带电合接地刀闸或挂接地线。(4)、防止带接地线合隔离开关。(5)、防止误人带电间隙。(6)、保证能按操作票顺序进行一次元件的操作。微机防误闭锁装置是通过用软件编写断路器、隔离开关、接地刀闸间的操作闭锁规则，将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往电气闭锁不能完成或者难以实现的防误功能，所以具有智能化程度高、功能齐全、操作简单、扩充方便等优点，但也有一些缺点，主要如下：(1)、非正常运行方式下，无法用电脑钥匙进行解锁，只能靠强制解锁。(2)、由于编码锁在户外，风吹日晒雨淋，容易生锈，所以维护量较大。(3)、其“五防”功能以操作逻辑为核心，是虚拟的。对于无票操作和误碰则有可能功能失效。(4)、微机“五防”系统存在“走空程”问题，这是微机“五防”系统在使用中不可忽视的一大问题，须引起高度重视，否则后果非常严重。在现场实际应用中，我们发现用电脑钥匙解锁过程中经常发生锁没有打开。而电脑钥匙的程序却已经走到了下——步的情况，此时只能靠强制解锁。这样实质上“五防”已经形同虚设，根本起不到其应起的作用。(5)、装置造价较高。(6)、修改闭锁规则和日常维护需由专业人员进行(目前完全依赖厂家)。使得设备换型，系统扩充等情况下，无法对装置内部的闭锁规则库及时进行相应修改，很多时候只能动用万能解锁钥匙，使其防误功能大打折扣，同时一旦发生故障，我们无法自行解决，只能等待厂家来人处理，造成装置的长期停用。目前针对防误装置的上述有关缺点，我们已经采取了一些有效措施，例如操作后注意盖好编码锁的防雨帽，更换了防雨效果较好的编码锁；尽可能杜绝无票作业；加强对解锁钥匙的管理，没有副总以上领导批准不得使用解锁钥匙；操作时使用双套电脑钥匙，以解决“走空程”问题等。但维护仍然是一个难以解决的问题，有赖于厂家进行必要的培训。3．2我厂500KV二期变电所除了采用上述微机防误闭锁装置来实现“五防”外，还通过电气闭锁的方式防止误操作。电气闭锁是利用断路器、隔离开关辅助触点接通或断开电气操作电源而达到闭锁目的。具体闭锁回路如下图所示，其中图1为示意图、图3为母线侧隔离开关1C和2GA相的操作回路、图2及图4分别为3G和4GA相的操作回路。从图中我们不难看出：1C和2G只有在同时满足母线侧接地刀闸在开位、2G(或1C)在开位、断路器在开位的条件下才能实现合分闸操作；3G则只需要满足其两侧接地刀闸均在开位的条件即可；4G则只要3GD2接地刀闸在开位即可进行合分闸操作。(注：1C和2C之间的闭锁通过母联开关及其两侧刀闸的位置——均在合位，来解除)即通过各刀闸的电气操作回路，实现了以下功能：(1)、线路(变压器)出口隔离开关或母线侧隔离开关和断路器闭锁。(2)、两组母线隔离开关和母联(分段)断路器、隔离开关闭锁。(3)、两组母线隔离开关之间的闭锁。(4)、断路器母线侧接地刀闸和母线隔离开关之间的闭锁。(5)、旁路隔离开关和线路(变压器)出口接地刀闸之间的闭锁。但由于我厂220KV和500KVⅡ期变电所所有的接地刀闸均为手动操作，所以无法实现电气闭锁，即如果相应刀闸在合位，如果发生人为错误，误合接地刀闸，仍可能合上。这是一个很严重的缺陷，目前这一点只能由微机防误闭锁装置来弥补。同时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连接来实现闭锁，这种方式需要接入大量的二次电缆，接线方式复杂，运行维护较为困难；间隔较多，电缆耗费数量大，且辅助接点可靠性差。其防误功能随二次接线而定，不宜增加和修改。4、我厂三期变电所“五防”功能的实现三期变电所的“五防”比较简单，也可以说是我厂变电所在“五防”工作上最薄弱的一个环节。因为没有微机防误闭锁装置，只有上面介绍的电气闭锁，所以只有在设计中加入了电磁锁。电磁锁的功能主要是防止误合接地刀闸。它的原理很简单，正常时通过电磁锁将相应的接地刀闸锁住，只有一系列的闭锁条件满足，才能将电磁锁打开，合上接地刀闸。具体的开锁条件见图5：(1)、3GDl(线路或变压器开关CT侧接地刀闸)只受断路器常闭接点的控制。(2)、3GD2(线路或变压器出口接地刀闸)受线路或变压器出口隔离开关和旁路隔离开关常闭接点的控制。(3)、1GD(母线侧接地刀闸)受开关常闭接点和另一组母线隔离开关常闭接点的控制。虽然从理论上讲，电磁锁也可以实现防止误合接地刀闸，但目前变电所的实际状况却不容乐观。由于电磁锁的质量原因和维护的欠缺，变电所内相当一部分电磁锁已经处于停用或废弃状态，在操作中很多时候不得不强制解锁。5结论综上所述，目前我厂变电所中以二期500KV变电所的防误功能最强，三期500KV变电所的防误功能最弱，而220KV变电所随着改造工程的不断深入，其防误功能也逐渐得到加强。所以，我们必须针对三期500K~变电所防误的现状，采取积极有效的措施，使之不会成为变电所安全运行的重大隐患，真正做到防患于未然。通过对电气闭锁防误和微机闭锁装置防误技术的分析比较，两种方法在实现变电所电气防误功能方面各有利弊。但随着计算机技术的不断发展和应用，微机型“五防”技术将愈来愈多地应用于变电所防误功能中。从目前的运行情况来看，从安全角度考虑，在大力推广应用微机“五防”系统的同时，适度保留必要的电气闭锁回路，或将“五防”系统的接点引入到操作回路中，应该是比较有效的防误闭锁措施，建议在我厂以后的防误装置改造中加以引进。