电气防误关闭技术的应用

电气防误关闭技术的应用

防止电网生产重大事故的常用方法电力部门历来高度重视电气系统的安全运行。然而，由于操作人员的错误操作，每年都会发生许多严重事故，人员受伤、设备损坏、大面积停电，以及电网振动和衰退，这将造成巨大损失。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,我国在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。1.电气锁闭接口电气“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;防止带接地线(接地刀闸)合断路器(隔离开关);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,一般通过开关和刀闸的辅助接点联锁来实现。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,在运行中存在刀闸辅助接点不可靠、户外电磁锁机构易损坏等问题。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”。2.防支持新技术的优点微机五防系统是计算机及网络通信技术应用于变电站自动化的结果。微机五防系统通过软件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。与传统电气五防相比较具有以下优点:(1)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)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。缺点是在微机系统故障而解除闭锁时,五防功能完全失去。另外,微机五防系统还存在“走空程”导致误操作的问题。3.tkgf-pc微型计算机断误系统3.1防机监控系统TKWF-PC微机防误闭锁系统由三个部件组成,即由防误主机、电脑钥匙、编码锁等组成,从软、硬件两方面对操作进行闭锁。监控机与五防机之间通过串行口通讯,实现实时信息的共享,来自监控系统各机柜的实时信息由监控机传给五防机,使五防机上的模拟图与实际变电站状态完全一致,规则校验在实时状态下进行。五防机将电脑钥匙上送的有关信号量传给监控机,可以在监控机上监视,五防机上发出的开关分、合等上机操作的命令将传给监控机,由监控系统的执行机构输出执行。电脑钥匙用于在操作过程中接收五防主机发出的操作票,然后按照操作票内容依次对电编码锁和机械编码锁进行解锁操作,也即对运行人员进行的实际操作进行监控,在操作过程中,电脑钥匙给出操作提示,运行人员应按照电脑钥匙的提示逐步地进行正确的操作,若运行人员的实际操作与电脑钥匙的提示不符,电脑钥匙将发出报警并强制闭锁,从而有效地避免了误操作事故的发生。采用以模拟盘为中心,用电脑钥匙实现全程操作的方式来实现“五防”闭锁。其操作流程如图1所示。3.2开关操作a.母线侧刀闸的合入必须要求母线侧的地刀都在断位,相应的开关也在断位。b.线路侧刀闸的合入要求线路侧的地刀在断位,相应的开关也在断位。c.母线地刀的合入需保证母线所联开关及刀闸都在断位;一条线路地刀的合入要保证地刀两侧的开关、刀闸在断位。d.开关的操作有2种:非单一的开关操作时,按操作票顺序,当电脑钥匙显示操作某个开关时,将电脑钥匙插入传输口,进行开关操作;单一的开关操作时,模拟盘模拟后可直接进行开关操作。凡是不遵循以上原则的操作都判断为错误操作,在模拟操作时模拟盘将提示:此操作为非法操作,以下步骤不能执行。3.3模拟操作票模拟其操作过程分为两步:预演操作和实际操作.(1)预演操作:本系统事先将操作运行规程、电气防误操作接线图及所有开关、刀闸、网门等设备的操作规则保存在微机中,当运行人员受票并在防误接线图上进行模拟操作时,系统会根据当前实时的运行状态检验其模拟步骤是否符合规则,若操作违背了规则,系统将推出对话框,提示正确的操作步骤及有关的操作元件名称和编号;若符合规则,系统将确认你当时的操作步骤,并自动将该步骤登记在当前操作票上。模拟操作后,可以按照规定的格式打印出一张完整且合格的操作票.(2)实际操作现场实际操作分三类:上位机操作、手动操作和提示性操作。现场操作时需运用电脑钥匙去开编码锁和确认提示性操作,只有当编码锁与电脑钥匙中存放的操作票所对应的锁号完全一致时,才能开锁,并进行操作。此项操作完毕后,电脑钥匙才能开启下一步操作项对应的编码锁。这样就将操作票与硬件操作一一对应,杜绝了误走间隔操作事故的发生,保证操作的正确性。操作人员在操作到应该上机操作或现场操作完毕时,须将电脑钥匙插回到防误主机串行口上,主机根据电脑钥匙上送的操作步数,参照所开的操作票,得到被操作设备的实际状态信息,更新已操作设备状态至当前实际状态。同时判断操作票是否已执行到应该上机遥控操作,若操作完毕,且实时遥信状态返回后,才可进行下一步操作。在遥控之后还需要电脑钥匙进行现场开锁操作时,主机将当前操作步骤传给电脑钥匙,以提示操作人员进行下一步的操作内容,如此反复进行下一步操作,直到整个操作结束。由此看出,整个实际操作过程均在防误主机、电脑钥匙和编码锁的严格闭锁下,强制操作人员按照经过站内现行规则检验合格的操作票步骤进行(包括遥控开并),从而能够达到软、硬件全方位的防误操作闭锁。4、系统操作过程由于编码锁结构比较简单,电脑钥匙无法得到实际的刀闸状态(分或合),可能会出现“走空程”,即操作人员打开锁后,未进行倒闸操作就闭锁,若电脑钥匙认为操作已进行,就会出现实际状态与电脑钥匙上送的虚遥信状态不一致的情况。为避免“走空程”,系统采取了以下措施:(1)在每次实际操作完毕后,在电脑钥匙的显示屏上依次给出操作提示“请检查×××操作项确已操作”,当确认确已实际操作后,按“确认”键,电脑钥匙才确认此操作已进行。在开关、刀闸的预演操作时,系统可选择在倒闸操作项后加上相应的提示性操作。如“检查……开关在分位置”,并一起传给电脑钥匙,在实际开关操作完毕后,电脑钥匙显示相应的提示性操作,操作人员核对操作无误后,再按“确认”键,方可进入下一步操作。两步确认在一定程序上可防止“空程序”的发生。(2)采用了双面双编码锁并配合附件安装于转动刀闸把柄上,使得电脑钥匙从锁上读取的两个不同编码与刀闸状态的分、合状态对应起来,且保证刀闸在转动过程中读不到编码,只有当刀闸合到位且锁上锁体,才能读到编码,从而实现硬件的硬闭锁,并最简单地实现