微机防误闭锁装置的使用及发展

摘 要：变电运行的倒闸作业、检修作业、值班巡视是变电值班员日常工作的主要部分，而如何保证此类工作的正确性，如何达到安全生产的目的，就是防误操作的基本作用。防误操作的基本方法主要有电气闭锁、机械闭锁和微机闭锁三种。

关键词：微机防误闭锁装置；走空程；误操作；电气闭锁

中图分类号：TM774 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）07-0157-02

电气操作是改变电网运行方式，为设备检修提供条件的必要手段，发生误操作不仅会影响电网的安全运行，严重的还会造成人身伤亡。所以避免电气误操作事故，已经成为供电企业安全管理的重要任务。为了确保变电站的安全运行，在设备的二次回路上设置电气闭锁同时装设机械闭锁和微机五防系统，已成为防止误操作等事故发生的有效而可行的手段。近年来，随着微机防误技术的应用和发展，微机五防已经广泛应用于变电站的电气操作中，下面就微机防误闭锁装置应用和发展，以及如何防止微机防误闭锁装置的“走空程”进行研究。

1 微机防误的基本原理及特点

1.1 误操作原因分析及防范

发生误操作事故可以是人为的，即运行值班人员、检修人员以及其他人员的误操作造成的，也可以是操作二次回路绝缘损坏造成的。其中人为的误操作主要有人员技术素质不高、倒闸操作规定不遵守、防误闭锁装置不完善或管理不严、精神状态不良等情况造成。微机防误闭锁系统就是针对运行人员误操作而采取的一种防范措施。它是在微机上实现的，是虚拟的，可以满足防止运行值班人员误操作的要求。而因检修人员或其他原因造成的误操作问题，电气二次回路闭锁就成了防误操作的最后一道防线。此外，由于二次操作回路局部绝缘破坏、无关人员误碰等外力原因造成的误操作事故，也需依靠电气二次回路闭锁来防止。因此，在实际的安装和使用中电气闭锁、机械闭锁和微机闭锁是同时存在的，共同为防止各类误操作提供保证。

1.2 微机防误操作的意义

电气操作包括电气一次设备和二次设备的各项操作，电力系统中的“五防”是指：①防止带负荷拉隔离开关；②防止带地线合闸；③防止带电挂接地线；④防止误拉、合断路器；⑤防止误入带电间隔。

（1）防误操作的措施是人们长期经验的积累和总结，除了管理措施防误操作外，技术措施也是变电运行的主要防误办法。在实际的变电站设计时候，在电气设备的原理上采取了一部分的闭锁措施，而对于手动操作机构和高压间隔一般用普通机械锁，防误操作作用不是特别明显，所以微机防误闭锁的使用很大程度上防止了此类设备上误操作事故的发生。

（2）一直使用的传统防误措施，不能防止防止带电挂接地线误操作事故的发生，只是从管理制度和管理流程中对此类误操作进行控制，而经过多年的运行情况来看，带电挂地线发生的几率在误操作中占有相当大的比例，所以微机防误的使用，可以从技术手段上避免此类误操作事故。

1.3 微机防误装置构造及原理

（1）微机防误装置由计算机、微机防误软件、电脑钥匙、台式通讯适配器、电编码锁和机械编码锁组成。微机防误闭锁装置闭锁的设备有四类：开关、刀闸、地线（地线刀闸）、遮栏网门（开关柜门），上述设备均是通过电编码锁和机械编码锁实现闭锁的。

①计算机、微机防误软件：根据变电站的现场情况预先编入并存储防误规则，通过计算机显示全所的主接线图，操作图上的模拟按钮将符合规则的程序向电脑钥匙传输，实际倒闸操作完成后接收电脑钥匙回传操作过程的信息。记录操作情况，打印操作票。

②电脑钥匙：用于接收微机防误主机的操作程序，识别、控制编码锁正确开锁，并向主机回传操作顺序的部件。

③台式通讯适配器：操作时传输电脑钥匙操作信息，日常对主、备用电脑钥匙进行充电。

④电编码锁：采用数字编码结构，运用电气方式对高压电气设备及其附属装置电气操作回路实现闭锁，并按电脑钥匙的操作指令开锁的锁具。

⑤机械编码锁：采用数字编码结构，运用机械方式对一次电气设备及其附属装置实现闭锁，并按电脑钥匙的操作指令开锁的锁具。

（2）计算机及微机防误软件是该设备的核心部分，系统建立闭锁逻辑数据库，将现场大量的二次电气闭锁回路变为计算机中的防误闭锁规则库，防误主机使用规则库对模拟预演操作进行闭锁逻辑判断，记录符合防误闭锁规则的模拟预演操作步骤，生成实际操作程序。运行人员按照防误主机及电脑钥匙的提示，依次对设备进行操作。对不符合程序的操作，设备拒绝解锁，操作无法进行，从而防止误操作的发生。通过跟踪现场设备的实际状态、接收电脑钥匙的回传信息，防误主机对当前操作进行确认后，进行下一步操作，直到操作任务全部完成。操作完成后及时将倒闸情况回传主机，电脑自动把五防主接线图与实际设备对位。

1.4 微机五防与传统电气防误技术比较

（1）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联接来实现闭锁，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规则库和现场锁具实现防误闭锁。

（2）电气闭锁回路一般只能防止开关、隔刀和地刀的误操作，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而解除]锁时，五防功能完全失去。另外，微机五防系统还存在“走空程”导致误操作的问题。

1.5 微机防误的“走空程”

（1）微机防误“走空程”的危害。微机五防系统的走空程（操作过程中漏项）问题，是目前微机防误系统在使用中不可忽视的问题。所谓“走空程”，是指运行人员用电脑钥匙操作电编码锁、机械编码锁后未进行实际操作或实际操作了而设备本身未动作，操作人员通过电脑钥匙提示信息，人工确认操作完成，并进入下一项操作。 如果此时操作的开关电气、机械闭锁不够完善，就会直接导致误操作引起重大事故的发生。

（2）微机防误“走空程”的解决办法。值班人员在进行操作时，电脑钥匙处于离线状态，所有的变电站实时信号，上传不到五防主机，操作只能依靠电脑钥匙从五防主机下载的逻辑程序一步一步地进行。致于每一步的操作是否到位，由于遥信回路不能及时回传主机，所以无从判断。这样就需要在需操作的设备上另取一个返校信号，输入至电脑钥匙，在设备本体动作后根据回传的信号，去执行下一步的操作，从而达到防止“走空程”的目的。

根操作不同的设备提取的返校信号的方式不同，大致分为以下三种情况。①断路器和电动隔离开关，将电编码锁串接在断路器或电动隔离开关的分合闸公共控制回路中，并将断路器或隔离开关的一对常开接点引入到电编码锁内，作为变位返校信号回路。②手动隔离开关刀闸，在机械操作机构上安装两个状态检测器，分别是合位和分位状态检测器（是一种用编码片的编码反映电气设备操作机构合、分位状态的机械附件）用电脑钥匙插入状态检测器获取变位返校信号。③挂设接地线，对于户内位置的接地线，可与五防开关柜（网）门联系起来，将接地线另一端挂设在开关柜（网）门的外或内，接地线未拆除，开关柜（网）门不能关闭，下一步就不能进行操作。对于户外位置的接地线，可在挂接地线处，安装智能防空锁，通过防空锁向电脑钥匙回传返校信号。

2 微机防误闭锁装置的使用、维护

（1）通过分析防误操作规章制度和“五防”的具体内容，可知变电站的防误操作是要求操作人员严格执行规章制度和操作流程。为此，要杜绝误操作，有三个前提条件：第一个是要杜绝未经同意随意解锁或者间接解锁；第二个是按防误一次模拟图开出正确的操作票，这是整个防误的必要条件；第三个是操作人员按规定在监护人的监督下严格按照操作票顺序执行操作，这是充分必要条件。这三者正是防误闭锁装置所要严格控制的方面。

（2）值班人员应对微机防误闭锁装置熟悉，掌握操作方法做到正确使用。在倒闸操作中，如遇防误闭锁装置失灵（锈死、损坏等）时，应停止操作，冷静分析原因，绝对禁止盲目解锁，同时汇报变电运行主管部门领导，经变电运行主管部门领导核实同意后才能解除防误闭锁装置，继续操作。

（3）微机防误闭锁装置配置的计算机，为防止计算机感染病毒，保证防误装置可靠运行，严禁在计算机上运行任何非生产用磁盘及光盘。严禁随意删除计算机上的系统文件及防误闭锁装置程序文件。

（4）符合下列情况之一者，经变电运行主管部门领导同意后，可解除防误闭锁装置，但解除时间不得超过24小时。解除防误闭锁装置后，现场应做好记录：①隔离开关修复后的试拉、合；②事故时，需保持合闸状态；③因防误闭锁装置锈死、损坏等原因；④异常运行方式的倒换。

2.1 微机防误闭锁装置紧急解锁钥匙的使用规定

（1）变电站的紧急解锁钥匙、正常解锁钥匙要有固定的摆放处，现场保证有两把以上，是交接班检查的重要内容之一。

（2）正常操作时必须使用正常解锁钥匙，不得擅自使用紧急解锁钥匙。

（3）异常情况要使用紧急解锁钥匙的，必须经变电运行主管部门领导同意，方可使用，并做好紧急解锁钥匙使用登记。

（4）紧急解锁钥匙摆放在紧急解锁钥匙盒内。

（5）解锁钥匙不得外借，必须外借时，应得到变电运行主管部门领导的批准，并做好钥匙外借的登记。

2.2 微机防误闭锁装置的巡视检查

（1）交接班时应对微机防误闭锁装置进行检查。

（2）微机防误闭锁装置的机械锁每月定期进行试开锁一次，同时应对机械锁进行加油，如遇锁码编码不符及锈死等情况应及时汇报变电站技术负责人。

（3）值班人员在日常的设备巡视检查中，除按现场规定的检查项目外，应将防误闭锁装置列入检查项目。

2.3 微机防误闭锁装置的检查项目

（1）防误闭锁装置计算机：开关机正常，防误闭锁装置程序开启正常，口令及权限设置符合现场人员实际操作权限。

（2）微机防误闭锁装置主接线图：主接线图应与设备实际运行状态相符合。

（3）紧急解锁钥匙箱：箱内各钥匙放置在规定位置，数量足够；紧急解锁钥匙箱应上锁，完好无破损。

（4）电脑解锁钥匙：开关机正常，操作灵活，保持在充满电状态。

（5）接地桩头：应焊接牢固，接触面无锈蚀。

（6）带电显示闭锁装置：应指示正常，功能完好。

（7）机械锁：应开启灵活，无锈蚀及卡塞，编号清晰正确。

3 微机防误的优缺点及发展方向

3.1 微机防误不足之处的看法

（1）高压网门使用五防钥匙打开后，如果在高压间隔作业，此时的机械编码锁一般处于打开状态，一般在工作完成后需要关门时候直接上锁，没有强制性的“五防”操作循环，网门的上锁与否还得依靠值班人员判断，还需采取技术措施加以保障。

（2）因为“五防”主机的系统故障造成瘫痪，使“五防”彻底失去作用。还有可能发生全所低压交流失电后，“五防”装置完全的失去作用的事件。因此，微机防误闭锁装置必须有持续可靠的交流电源为计算机供电。

（3）微机防误是在原有倒闸操作的基础上又增加了操作程序，因此延长了倒闸时间，对于频繁操作的铁路牵引变电站来说，常常因为挖潜提效等方面的要求，而被值班人员排斥使用。

3.2 微机防误的优点

（1）具有一次设备状态实时采集功能，防误主机可实时获得现场一次设备的状态，可实现图示设备状态与现场设备实时对位。

（2）具备防止误切开关在内的五防功能，能实时打印操作票及其他表格等功能。

（3）由于现场锁具无需敷设电缆，所以具有投资小、覆盖面广、可靠性高，结构简单的优点。

3.3 微机防误发展方向

（1）防误装置不再作为独立的系统存在，“五防”的主接线图共享综合自动化的信息平台，嵌入变电站综合自动化系统中，实现一体化。

（2）将所有操作步骤都纳入电脑钥匙，并可以进行现场操作对位，将改变现阶段一手持操作票一手持电脑钥匙的现象，由电脑钥匙取代操作票。并发音提示当前操作什么，下一步操作什么，并增加录音功能，记录操作人员全程操作的正确性，确保安全。

（3）目前，远动操作正确性的卡控主要靠调度远端的程序进行，现场除了原有电气闭锁、机械闭锁外，微机防误闭锁对远动操作不起作用，未来需要解决远动操作设备时的闭锁问题。

（4）现在变电站使用的防误装置基本都是单机进行，在倒闸任务较多的大型检修试验现场，操作中效率低下的问题表露无疑，因此可以充分借鉴当前电子科技的进步成果，利用手机、平板电脑等实行远距离传码、开锁等，实现多任务并行操作，同时又节省了值班人员主控室与操作场地间来回的时间，提高操作效率。

4 结语

针对现在电气设备越来越先进、智能化的特点，在变电站运行过程中为了防止误操作的发生，微机防误装置必将起到很好的保护作用。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，适度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。

随着变电技术的日新月异，变电设备稳定性逐步提高，无人值守的变电站、配电所、铁路分区所、AT所逐步增多。对于这些处所，是由检修人员和其他非运行人员进行倒闸操作，他们对运行方式和设备情况不是十分熟悉，发生误操作的可能性更高，因此在无人所安装微机五防系统是一个很好的选择。