曹 昱

(武鄉(xiāng)西山發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 武鄉(xiāng) 046300)

隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，用戶對供電可靠性的要求越來越高，避免或減少電網(wǎng)事故的發(fā)生是電力系統(tǒng)追求的目標(biāo)。在引起電網(wǎng)事故的直接原因中，由自然原因、設(shè)備及繼電保護(hù)原因引起的電網(wǎng)事故的比例呈逐年下降趨勢，由人為造成的電網(wǎng)事故所占比例卻有所增加，且多為嚴(yán)重事故，如帶電誤合接地刀閘、帶負(fù)荷拉合刀閘、誤入帶電間隔等。因此，加強電氣設(shè)備的防誤操作具有重要意義。

微機防誤閉鎖系統(tǒng)的防誤原理是根據(jù)電力系統(tǒng)對倒閘操作的“五防”要求和現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)，按照電力“五防”規(guī)則進(jìn)行設(shè)計的。微機遙控防誤閉鎖系統(tǒng)是微機防誤閉鎖系統(tǒng)的新發(fā)展，結(jié)合變電站電氣防誤閉鎖裝置功能和應(yīng)用經(jīng)驗，運用新技術(shù)，集站內(nèi)設(shè)備聯(lián)鎖式自動防誤閉鎖和自動防誤解鎖、設(shè)備狀態(tài)檢測、操作監(jiān)視、遠(yuǎn)方監(jiān)控操作、操作培訓(xùn)、操作信息管理等功能于一體。在高度智能化的同時，全面地、徹底地實現(xiàn)防誤閉鎖的各項功能，從裝置性違章上杜絕了誤操作的可能性。

1 系統(tǒng)組成方案

微機遙控防誤閉鎖系統(tǒng)硬件由上位機、主控機、若干個遙控電氣編碼鎖和遙控電氣編碼副鎖、直流電氣編碼鎖、機械編碼鎖等鎖具組成。系統(tǒng)軟件提供了一整套電廠電氣系統(tǒng)所需的防誤閉鎖功能，同時還包含一套專門為電力“五防”設(shè)計的模擬仿真系統(tǒng)及操作票專家系統(tǒng)軟件。針對電廠運行專業(yè)的要求，對防誤閉鎖邏輯和操作票專家系統(tǒng)進(jìn)行特殊處理，以適應(yīng)發(fā)電廠機組運行操作的特殊需要，完成操作票的自動生成、修改、打印等功能。與電氣網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)上位機采用串口通信方式，將運行實時信號傳送到微機遙控防誤閉鎖系統(tǒng)，并實時刷新。微機防誤系統(tǒng)主控機與現(xiàn)場各遙控電氣編碼鎖采用CAN網(wǎng)絡(luò)通迅方式。

2 閉鎖范圍

1)220 kV、110 kV、35 kV、10 kV 系統(tǒng)。閉鎖斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘、接地線及網(wǎng)門(手車柜前后門)。

2)6 kV廠用系統(tǒng)。廠變間隔閉鎖高、低壓側(cè)斷路器、接地刀閘、接地線及網(wǎng)門(手車柜前后門)，雖然各開關(guān)柜自身帶有機械聯(lián)鎖，但是開關(guān)柜間沒有關(guān)聯(lián)閉鎖。另外，設(shè)置閉鎖后可防止走錯間隔，避免因防誤閉鎖不全面而造成安全隱患。

3)特殊需求。對箱式變的網(wǎng)門進(jìn)行閉鎖。

3 閉鎖方式及邏輯的選擇

根據(jù)廠內(nèi)不同電壓等級電氣設(shè)備的情況，防誤閉鎖方式選擇均不相同，具體選擇方式如下:

3.1 斷路器閉鎖方式的選擇

某電廠斷路器的操作均在監(jiān)控系統(tǒng)上進(jìn)行，而斷路器的操作方式又有同期合閘方式、遠(yuǎn)方遙控操作方式、遠(yuǎn)方手動操作方式、就地手動操作方式等幾種。閉鎖方式選擇既要充分考慮運行方式的變化、操作順序的變化，又要考慮實際操作過程中若發(fā)生開關(guān)位置信號異常時的操作方式，還要考慮如何能最大程度地簡化操作人員的操作程序和確保閉鎖系統(tǒng)安全有效。經(jīng)多次現(xiàn)場和運行操作人員交流操作，對斷路器不同的操作方式提出采取多種閉鎖方式。并網(wǎng)斷路器的同期合閘方式因需要自動啟動自動準(zhǔn)同期裝置，采用軟邏輯閉鎖方式;并網(wǎng)斷路器的遠(yuǎn)方手動操作方式則采用遙控編碼鎖閉鎖，安裝在相應(yīng)的測控屏內(nèi);其余斷路器的遠(yuǎn)方操作方式采用遙控編碼鎖閉鎖方式。6 kV廠用系統(tǒng)斷路器因遠(yuǎn)方、就地操作回路均設(shè)置在開關(guān)柜二次儀表室內(nèi)，采用在開關(guān)柜操作開關(guān)附近位置安裝遙控編碼鎖閉鎖，同時作用于遠(yuǎn)方、就地操作方式。6 kV以上高壓斷路器一般不允許就地操作，故暫不考慮這些斷路器的就地手動操作方式的防誤閉鎖。廠變低壓側(cè)開關(guān)因其操作方式主要集中在就地操作，為了簡化接線，在操作按鈕附近安裝直流電氣鎖的閉鎖方式，使用電腦鑰匙進(jìn)行就地解鎖操作。

3.2 隔離開關(guān)及接地刀閘閉鎖方式

該廠隔離開關(guān)集中在220 kV和110 kV系統(tǒng)，操作方式為遠(yuǎn)方操作和就地操作方式。遠(yuǎn)方操作回路設(shè)置在控制室電子設(shè)備間測控屏內(nèi)，閉鎖方式選擇遙控編碼鎖閉鎖方式，遙控編碼鎖安裝在斷路器的控制正電源與跳、合閘回路之間，同時閉鎖跳、合閘。就地操作方式在刀閘操作機構(gòu)箱內(nèi)，采用機械編碼鎖閉鎖操作機構(gòu)門方式，使用電腦鑰匙進(jìn)行就地解鎖操作。

220 kV和110 kV系統(tǒng)接地刀閘的操作均采用就地手動操作，閉鎖采用機械編碼鎖，使用電腦鑰匙進(jìn)行就地解鎖操作，考慮“防走空”程序，避免開鎖后不操作設(shè)備直接進(jìn)行下一步操作，在刀閘的斷開和合閘位置增加位置檢測鎖。

3.3 接地線閉鎖方式

在升壓站各間隔內(nèi)設(shè)置臨時接地樁，在高壓配電室內(nèi)開關(guān)柜后墻上的接地扁鐵上合理設(shè)置臨時接地樁，均采用機械編碼鎖強制閉鎖，使用電腦鑰匙進(jìn)行解鎖操作。

3.4 網(wǎng)門閉鎖方式

廠用變壓器前后網(wǎng)門安裝鎖不銹鋼鎖片，采用機械編碼鎖閉鎖，使用電腦鑰匙進(jìn)行解鎖操作。主要設(shè)備閉鎖方式見表1。

表1 主要設(shè)備閉鎖方式匯總表

3.5 電氣鎖的安裝方式

遙控編碼鎖和直流電氣編碼鎖安裝在斷路器的控制電源與分、合閘回路之間，遙控編碼鎖和直流電氣編碼鎖均受五防邏輯控制，當(dāng)遙控操作斷路器時，由微機防誤閉鎖系統(tǒng)根據(jù)事先模擬的操作步驟自動逐項發(fā)出命令至相應(yīng)的遙控編碼鎖進(jìn)行閉鎖或解鎖。需要就地操作時，將電腦鑰匙插入相應(yīng)的遙控編碼鎖或直流電氣編碼鎖內(nèi)，如被操作設(shè)備的編號和電腦鑰匙顯示的編號一致，則電腦鑰匙內(nèi)部接通遙控編碼鎖兩端，閉鎖解除，允許操作。操作時，當(dāng)電腦鑰匙檢測到有操作電流流過，且該電流又消失，即認(rèn)為本步操作結(jié)束，可執(zhí)行下一項操作，設(shè)置電流檢測回路可有效防止程序“空走”現(xiàn)象，若操作人員走錯位置，電腦鑰匙通過遙控編碼鎖的編碼，檢測出設(shè)備和電腦鑰匙顯示的編號不一致，電腦鑰匙將拒絕接通鎖具兩端，并發(fā)出報警信息。遙控編碼鎖電氣原理接線圖見圖1。

圖1 遙控編碼鎖電氣原理接線圖

4 系統(tǒng)主要功能優(yōu)化及應(yīng)用

系統(tǒng)建設(shè)過程中，將電廠電氣系統(tǒng)安裝五防鎖具設(shè)備的操作規(guī)則，根據(jù)運行方式及現(xiàn)場操作方式進(jìn)行五防邏輯設(shè)置，并儲存到系統(tǒng)中，系統(tǒng)只有經(jīng)模擬預(yù)演檢驗無誤后，以正確的順序進(jìn)行操作方可解鎖，從而實現(xiàn)“五防”功能，滿足電力系統(tǒng)“五防”的要求。

4.1 設(shè)備對位

在系統(tǒng)內(nèi)制作了與實際相符的一次系統(tǒng)圖，圖形系統(tǒng)的模擬元件直觀地反映各系統(tǒng)的工作狀態(tài)。自動對位的方式，可接收監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來的實時遙信，系統(tǒng)檢測圖形系統(tǒng)各設(shè)備的狀態(tài)是否與實際設(shè)備的運行狀態(tài)一致，若不一致，則自動對位刷新狀態(tài)，無需手動對位。當(dāng)某個開關(guān)位置信號未接入監(jiān)控系統(tǒng)或監(jiān)控?zé)o法采集信號時，需使用人工對位方式，人工核對圖形設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場實際設(shè)備狀態(tài)是否一致，如有不符，進(jìn)入手工設(shè)備狀態(tài)整定，同時，智能語音提示“手工修改設(shè)備狀態(tài)”，操作人員可以通過鼠標(biāo)點擊接線圖上的設(shè)備元件，整定設(shè)備的分、合狀態(tài)，將一次設(shè)備狀態(tài)、二次設(shè)備狀態(tài)同現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)保持一致，系統(tǒng)自動保存整定后的狀態(tài)。記憶對位的方式，倒閘操作完畢，電腦鑰匙插回傳送座，通過記憶方式將現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)反饋給防誤主機，實現(xiàn)圖形系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場一致;系統(tǒng)支持提前終止操作時的匯報對位，確保系統(tǒng)與現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)的一致性。

4.2 五防模擬操作及仿真培訓(xùn)

微機防誤系統(tǒng)在進(jìn)行帶五防邏輯判斷的主接線圖上進(jìn)行模擬預(yù)演操作，檢驗倒閘操作票，對正確的操作予以通過，對錯誤的操作實施閉鎖并以智能語音發(fā)出報警，以漢字形式給出報警提示，指示運行人員查找操作過程中發(fā)生的問題，分析操作的安全性，復(fù)歸并選擇正確的操作步驟，達(dá)到提前防止各類誤操作的目的。系統(tǒng)在平時無操作時，可做為仿真培訓(xùn)系統(tǒng)，對相關(guān)人員進(jìn)行模擬訓(xùn)練，提高運行值班人員的業(yè)務(wù)水平，對生產(chǎn)管理人員進(jìn)行一些運行方式的改變，也提供了一個很好的測試平臺。

4.3 圖形操作票專家系統(tǒng)

操作票專家系統(tǒng)是本次應(yīng)用的另一個重點，為方便系統(tǒng)的使用，會同運行人員對電氣的操作票專門進(jìn)行歸類，對各種操作任務(wù)和操作步驟進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，匯總為典型操作票。由工程人員與運行人員共同將典型操作票錄入系統(tǒng)，形成一套完整的操作票專家系統(tǒng)。系統(tǒng)可提供靈活多樣的開票功能，“手工開票”、“預(yù)存操作票調(diào)用”和“典型操作票調(diào)用”等多種開票方式。所有開票方式均可任意選擇其中一種方式，也可互相轉(zhuǎn)換使用。專家系統(tǒng)能開出并打印包括一、二次設(shè)備操作項及檢查、測量、驗電、提示等特殊操作在內(nèi)的完整操作票，所開操作票整潔、規(guī)范、格式化。在運行人員的日常工作過程中，大大減少了工作量，操作票的合格率也大幅上升。系統(tǒng)還支持操作票轉(zhuǎn)移功能，即在其中一把電腦鑰匙在操作過程中電量不足時，可通過防誤主機將剩余的操作票任務(wù)轉(zhuǎn)移到另一把鑰匙中，繼續(xù)操作。

4.4 緊急解鎖功能

由于電廠電氣系統(tǒng)與系統(tǒng)變電站有很大區(qū)別，在機組運行出現(xiàn)緊急情況時，往往需要快速恢復(fù)系統(tǒng)供電，為了爭取時間，設(shè)置緊急操作模式，緊急時刻可以使用上位機或主控機的緊急解鎖功能，全部節(jié)點解鎖，以便快速恢復(fù)系統(tǒng)運行。

5 結(jié)論

本文介紹了新型微機防誤閉鎖系統(tǒng)在電廠中的典型應(yīng)用，實現(xiàn)了對斷路器、隔離開關(guān)、地刀、臨時接地線、網(wǎng)門的強制閉鎖，優(yōu)化了防誤閉鎖邏輯，系統(tǒng)與電氣網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行實時通信，及時準(zhǔn)確地掌握現(xiàn)場設(shè)備的實時狀態(tài)，使整個微機防誤閉鎖系統(tǒng)工作及時有效，遙控閉鎖裝置采用CAN總線通信方式，大大減少了二次電纜的用量，節(jié)約了項目投資。無論是遠(yuǎn)方操作還是就地現(xiàn)場操作，微機防誤閉鎖系統(tǒng)均能正確及時地進(jìn)行五防邏輯判斷，防止人為誤操作事故的發(fā)生，為電廠的正常穩(wěn)定運行提供了可靠的技術(shù)保證。在日常和機組的啟停操作中，操作票專家系統(tǒng)發(fā)揮了作用，減輕了運行值班人員的工作量，緩解了人員緊張的局面，在對新員工的培訓(xùn)上，系統(tǒng)的仿真培訓(xùn)功能發(fā)揮了優(yōu)勢，員工的培訓(xùn)更直觀、更有針對性。

［1］鄭 嵐.微機防誤操作系統(tǒng)在500 kV變電站的應(yīng)用［J］.中國新技術(shù)產(chǎn)品，2012(1):15－16.

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