浅论电气二次防误闭锁与微机防误闭锁共同运行的必要性

摘要：在我国几十年的变电运行历史上，不乏因误操作而导致的“机”毁人亡的悲剧。“安全第一”始终是变电运行的第一要义。防误操作除了要加强电力员工的安全意识和业务技能外，更主要的是必须有技术措施的保障。本文就主要对电气二次防误闭锁与微机防误闭锁共同运行相关问题进行了简要分析。

关键词：二次防误闭锁；微机防误闭锁；共同运行

中图分类号：F407 文献标识码： A

引言

随着计算机及网络通信技术的发展，变电站自动化技术对电气"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，而作为变电站综合自动化运用发展方向的微机防误闭锁系统，在功能方面还有待进一步完善和提高。

一、误操作事故原因的分析

从误操作的过程来看，人为误操作由三个部分组成，即运行值班人员、检修人员以及其它人员的误操作造成。还有因操作二次回路绝缘损坏，造成的恶性事故发生。

微机防误闭锁系统就是防止运行人员的误操作这类事故而采取的一种积极措施。但是它是在微机（或模拟屏的单片机）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原因的误操作问题。因为在检修、试验过程中，这时的拉合是由检修人员执行，在不能依赖微机防误闭锁装置的前提下，电气二次回路联锁就成了最后一道防线。此外，还有二次操作回路一点的绝缘破坏、无关的人员误碰等原因造成外力原因误操作事故。

二、电气二次防误技术分析

1、工作原理

电气二次防误是一种基于电气联锁的技术，它主要通过在一些设备（如接地刀闸、隔离开关和断路器）的二次操作回路中串入其他设备的辅助接点来实现闭锁，是最基本的闭锁形式。对照“五防”要求，电气二次闭锁大致有以下几种工作方法：

（1）将表明断路器合分状态的辅助接点串入断路器两侧刀闸的分合控制回路，从而保证断路器在合位时行程被闭锁，以此达到上文中提到的“五防”的第二条。（2）为了达到上文中提到的“五防”的第四条，往往将断路器行程接点串入接地刀闸的合闸控制回路，以确保开关热备用或运行状态下接地刀闸合不上。当然，一般情况下，还会有双“保险”，即断路器行程与接地刀闸之间设计机械闭锁。（3）为了达到上文中提到的“五防”的第五条，往往将表明接地刀闸位置的辅助接点串入与之有联系的隔离开关或断路器，以防止接地状态下通电。（4）为了满足特殊方式对刀闸的等电位操作，往往将表明母联开关分合状态的辅助接点串入刀闸的合闸回路，以确保刀闸不带电。（5）电气二次防误很难在“防止误入带电间隔”和“防误拉、合断路器”这两方面做到完善、可靠。

2、优缺点分析

（1）优点分析

一经投产，使用起来无需额外操作，比较方便。另外，电气二次防误采用硬接点连接，逻辑清晰，性能也算可靠。

（2）缺点分析

①闭锁回路含有大量二次电缆，而二次回路存在绝缘损坏的可能，因此维护检修比较困难。②涉及较多辅助接点，潜在故障率高（根据运行统计，设备的辅助接点在经常通流情况下容易损坏或接触不良）。③户外电磁锁容易损坏，影响整体联锁功能。④电气防误的功能增减需要改动二次接线，一般要停电进行，验收耗时长。

三、微机防误技术分析

1、工作原理

微机防误起源于20世纪80年代末，主要基于计算机技术，建立软件形式的“五防”规则库，再配以硬件闭锁元件。微机防误实现了“五防”的数字化，理论上适合任意复杂的一次系统，是防误技术的巨大飞跃。微机“五防”的组成元件：模拟屏、主机、电脑钥匙、电气编码锁、机械编码锁等。其中，主机储存所有变电设备的操作程序（指操作步骤和顺序）和闭锁逻辑；模拟屏显示现场设备状态（通过综合自动化主机取得），并与工控主机相连；电脑钥匙接收主机操作指令；不同编码锁在投产前被灌装入不同闭锁逻辑，用于各闭锁点的闭锁。操作流程：

（1）运行人员首先就某次设备操作任务在控制室模拟屏进行操作，该操作的每个步骤将自动与预先设定的模拟操作进行比对，若正确则一直继续，若错误则闭锁系统。

（2）正确操作步骤确立后，通过主机将相关程序注入电脑钥匙。

（3）运行人员携带电脑钥匙至设备现场对相应的机械编码锁或电编码锁进行解锁操作。

2、优缺点分析

（1）优点分析

①安装方便，可带电进行。②防误功能调整或增减时工作量很小。③闭锁功能强大，锁具故障率低。④闭锁逻辑一经设定，就非常可靠，不会发生电气二次防误中因二次线绝缘损坏而导致的逻辑损坏。

（2）缺点分析

①当微机系统出现故障，若动用解锁程序，则所有设备的“五防”将全部失去，从而带来极大的安全隐患。②微机“五防”满足运行人员的操作需求，但不能适应检修人员的防误要求（检修人员拉合开关不可能先在模拟屏上虚拟操作再用电脑钥匙，另外还有误碰）。③微机“五防”容易出现“走空程”漏洞，即操作过程中有漏项仍能走完全程模拟操作，从而引发误操作的隐患。④对于电动操作设备，微机“五防”很难避免因二次回路异常（如绝缘破坏）而带来的误合或误拉。

四、完善的防误解决方案

从以上的分析和比较可知，片面地认为电气闭锁回路可靠和不可靠，认为微机防误闭锁系统万能，可以彻底取消电气二次闭锁回路，都是不可取的。

微机防误闭锁系统通过软件将现场大量的二次闭锁回路和操作行为变为电脑中的“五防”闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，并可以实现以往不能实现或者是很难实现的防误功能，应该说是电气设备防误闭锁技术的最新技术和飞跃。但微机防误闭锁系统的漏洞和其致命的弱点在于“五防”功能以操作逻辑为核心，对于无票操作和误碰（主要是检修人员）及二次绝缘破坏则有可能防不住。通过分析传统电气二次闭锁回路和现代微机防误闭锁系统各自的特点，对于新建和改造的变电站，建议采用的“五防”闭锁系统方案如下：

1、对于新建变电站

对于新建变电站，若其所有刀闸和断路器的位置显示采用实遥信，且微机防误接线图数据来自变电站综自系统的数据库，则可以取消或不设计“电气二次防误”形式的闭锁电路，而让微机“五防”来独立完成所有防误功能。但这种情况务必要注意以下三点：

（1）所采用的微机“五防”系统必须具有“防空程”的措施。（2）应建立应对微机系统故障的应急方案（如采用一主一备机）、以及变电所失去所用电的措施（如配置UPS电源）。（3）对能够电动操作的设备，其操作回路中须加入微机防误的强制接点。一般来说，多一层防误措施，就会多一层潜在的故障点。因此，采用单一的微机防误就不会出现不同防误系统之间的矛盾，且能有效降低“五防”的解锁概率。

2、对于改造变电站或部分新建变电站

对于改造变电站或部分新建变电站，若其所有刀闸和断路器的位置显示采用虚遥信，且微机防误接线图数据来自变电站综自系统的数据库，则可以将部分电气二次闭锁回路（如地刀电磁锁）取消，改由微机防误来完成。当然，其余保留电气二次防误的地方最好也配置微机保护，以作为运行人员的最后一道安全关。

3、对于110 kV等级及以上的GIS设备

对于110 kV等级及以上的GIS设备，因其全密封，应当保留完整的电气二次防误回路。对于330 kV及以上设备或双母接线方式，宜以间隔为单位，有选择选用电气闭锁装置，另外加微机防误系统，以形成科学、可靠的“五防”系统。

结束语

从目前的运行情况来看，在大力推广应用微机防误闭锁系统的同时，适当保留间隔的电气二次闭锁回路或将微机防误闭锁系统接点引入到电动操作回路中，将做为今后防误闭锁发展的趋势。

参考文献

[1]王佳兴.电气二次防误闭锁与微机防误闭锁分析[J].中国高新技术企业，2009，（2）.

[2]李宏星.浅析电气二次防误闭锁与微机防误闭锁[J].技术与市场，2013，（9）.

[3]张永江.电气二次防误闭锁与微机防误闭锁共同运行的必要性[J].新疆电力技术，2013，（3）.