變電站的五防基礎知識

電氣“五防”功能的實現成了電力安全生產的重要措施之一。隨著電網的不斷發展，技術的不斷更新，防誤裝置得到不斷改進和完善。防誤裝置的設計原則是：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設備，均應裝設防誤裝置和相應的防誤電氣閉鎖回路。

1、電力系統中的五防是指:

①防止誤分、合斷路器。

②防止帶負荷分、合隔離開關。

③防止帶電掛（合）接地線（接地開關）。

④防止帶接地線（接地開關）合斷路器（隔離開關）。

⑤防止誤入帶電間隔。

2、傳統“五防”概念的擴展

“五防”的概念1980年由原水利電力部提出，此后，電力自動化技術經歷了飛速的發展，由此帶動了電力系統操作方式和管理方式的不斷變化。這些都給“五防”提出了許多新的要求，需要更完善的技術措施實現操作全過程的防誤。五層防線的定義是：為防止電氣誤操作，在人和設備之間，用技術措施筑起的五層防線。這一新的思維是對傳統五防概念的擴展和跨越，在涵蓋傳統五防概念的基礎上，從設備操作過程全程防誤的角度出發，采用不同的技術措施，從根本上杜絕電氣誤操作的發生。五層防線結構示意圖如下：

常規防誤閉鎖方式主要有4種：機械閉鎖，程序鎖，電氣閉鎖和電磁鎖。這些閉鎖方式在防誤工作中發揮了積極作用，經過多年的使用和運行考驗，各種傳統閉鎖方式的優缺點均已充分顯示。

1、機械閉鎖

機械閉鎖是在開關柜或戶外閘刀的操作部位之間用互相制約和聯動的機械機構來達到先后動作的閉鎖要求。機械閉鎖在操作過程中無需使用鑰匙等輔助操作，可以實現隨操作順序的正確進行，自動的步步解鎖。在發生誤操作時，可以實現自動閉鎖，阻止誤操作的進行。機械閉鎖可以實現正向和反向的閉鎖要求，具有閉鎖直觀，不易損壞，檢修工作量小，操作方便等優點。

然而機械閉鎖只能在開關柜內部及戶外閘刀等的機械動作相關部位之間應用，與電器元件動作間的聯系用機械閉鎖無法實現。對兩柜之間或開關柜與柜外配電設備之間，及戶外閘刀與開關（其他閘刀）之間的閉鎖要求也鞭長莫及。所以在開關柜及戶外閘刀上，只能以機械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達到全部五防要求。

2、程序鎖

程序鎖(或稱機械程序鎖)是用鑰匙隨操作程序傳遞或置換而達到先后開鎖操作的要求。其最大優點是鑰匙傳遞不受距離的限制，所以應用范圍較廣。程序鎖在操作過程中有鑰匙的傳遞和鑰匙數量變化的輔助動作，符合操作票中限定開鎖條件的操作順序要求，與操作票中規定的行走路線完全一致，所以也容易為操作人員所接受。

程序鎖在使用中所暴露的問題是：

①某些程序鎖功能簡單，只能在較簡單的接線方式下采用，由于不具備橫向閉鎖功能，在復雜的接線方式下根本不能采用；

②具有較靈活閉鎖方式的程序鎖雖然能滿足復雜的接線，但在閉鎖方案中必須設置母線倒排鎖，使得操作過程十分復雜；

③在大容量的變電站中，隔離開關分合閘采用按鈕控制電動機正反轉，而程序鎖對按鈕無法進行程序控制；

④程序鎖也需要眾多的程序鑰匙，由于安裝不規范、生產工藝及材料差等問題，使程序鎖易被氧化銹蝕、發生卡澀，致使一定時間內失去閉鎖功能；

⑤倒閘操作中，分、合兩個位置的精度無法保證；

⑥程序鎖使用時，必須從頭開始，中間不能間斷。所以程序鎖現在已不采用。

3、電氣閉鎖

電氣閉鎖是通過電磁線圈的電磁機構動作，來實現解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環節中是不可缺少的閉鎖元件。電氣閉鎖的優點是操作方便，沒有輔助動作。

4、電磁鎖

電磁鎖在安裝使用中也存在以下幾個突出問題：

①一般來說電磁鎖單獨使用時，只有解鎖功能沒有反向閉鎖功能。需要和電氣聯鎖電路配合使用才能具有正反向閉鎖功能；

②作為閉鎖元件的電磁鎖結構復雜，電磁線圈在戶外易受潮霉壞，絕緣性能降低，增加了直流系統的故障率；

③需要敷設電纜，增加額外施工量；

④需要串入操作機構的輔助觸點。根據運行經驗，輔助觸點容易產生接觸不良而影響動作的可靠性；

⑤在斷路器的控制開關上，一般都缺少閉鎖措施。

1、微機防誤閉鎖的發展

自上世紀90年代初，微機技術就進入了防誤閉鎖領域。微機防誤閉鎖裝置是一種采用計算機技術，用于高壓開關設備防止電氣誤操作的裝置。歷經二十多年的發展，微機防誤技術不斷成熟，功能不斷完善。微機防誤閉鎖裝置成為發電廠、變電站建設和改造中不可或缺的設備，保障了電力生產的安全，明顯降低了誤操作事故的發生。微機防誤閉鎖技術也得到了大面積的推廣，目前在調度和配網上也開始逐步推廣應用。 

2、微機防誤閉鎖的原理

微機防誤閉鎖系統一般由防誤主機、電腦鑰匙、遙控閉鎖控制單元、機械編碼鎖、電氣編碼鎖及智能鎖具等功能元件組成，完全滿足電氣設備“五防”功能的要求。

系統建立閉鎖邏輯數據庫，將現場大量的二次電氣閉鎖回路變為計算機中的防誤閉鎖規則庫，防誤主機使用規則庫對模擬預演操作進行閉鎖邏輯判斷，記錄符合防誤閉鎖規則的模擬預演操作步驟，生成實際操作程序。防誤主 機按照實際操作程序，根據設備閉鎖方式的不同采用以下三種方式進行解鎖操作：

①　電腦鑰匙解鎖；

②　通過遙控閉鎖控制單元等直接控制智能鎖具解鎖；

③　通過通訊接口對監控系統執行解鎖。

運行人員按照防誤主機及電腦鑰匙的提示，依次對設備進行操作。對不符合程序的操作，設備拒絕解鎖，操作無法進行，從而防止誤操作的發生。通過跟蹤現場設備的實際狀態、接收電腦鑰匙的回傳信息，防誤主機對當前操作進行確認后，進行下一步操作，直到操作任務結束。下圖為微機防誤閉鎖操作流程圖。