變電站自動(dòng)化五防全站防誤關(guān)閉技術(shù)研究

變電站自動(dòng)化五防全站防誤關(guān)閉技術(shù)研究

0惡化誤操作事故現(xiàn)代能源系統(tǒng)的規(guī)模越大，電壓級(jí)別越高，現(xiàn)代能源系統(tǒng)的惡意誤操作誤誤依然頻繁。事故的發(fā)生將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至危及人身和設(shè)備安全。因此,防止電氣誤操作閉鎖裝置就成為電力生產(chǎn)中急需解決的重大技術(shù)問(wèn)題。1設(shè)備工作方面所謂“五防”是指:防止誤分、誤合斷路器;防止帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān);防止帶電掛接地線(或合上接地開(kāi)關(guān));防止帶接地線(或未拉開(kāi)接地開(kāi)關(guān))合隔離開(kāi)關(guān);防止誤入帶電間隔等五項(xiàng)電氣誤操作。目前應(yīng)用較多的“五防”裝置從總體上可分為電磁閉鎖裝置、機(jī)械程序閉鎖裝置、電氣防誤閉鎖、微機(jī)防誤閉鎖等幾大類。而這幾大類的閉鎖系統(tǒng)都有著不同的缺點(diǎn):電磁閉鎖裝置時(shí)常出現(xiàn)機(jī)械卡澀,輔助接點(diǎn)接觸不良和直流接地;機(jī)械程序閉鎖裝置不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜接線的“五防”功能,它采用固定式的鎖具,安裝、維護(hù)不方便,鎖具、鑰匙沒(méi)有通用性,因此該裝置可維護(hù)性差,使用壽命短。電氣防誤閉鎖回路方式可靠,但需要接入大量的二次電纜,接線方式比較復(fù)雜;微機(jī)“五防”裝置存在運(yùn)行人員求方便直接用解鎖操作,稍有疏忽就可能釀成事故。為了解決以上問(wèn)題,而又能滿足變電站五防的要求,變電站自動(dòng)化系統(tǒng)五防子系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖相結(jié)合就可以達(dá)到這個(gè)目的。變電站自動(dòng)化五防子系統(tǒng)由站控層防誤和間隔層防誤構(gòu)成(如圖1),站控層包括閉鎖軟件系統(tǒng)、電腦鑰匙及鎖具,間隔層防誤是由測(cè)控裝置的軟件邏輯閉鎖來(lái)完成;現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖也作為整個(gè)變電站防誤體系的有機(jī)組成部分。站控層防誤應(yīng)由防誤閉鎖軟件系統(tǒng)、電腦鑰匙及鎖具構(gòu)成,防誤閉鎖軟件可以安裝在操作員站上,采用在邏輯意義上與自動(dòng)化一體化的模式。而間隔層防誤應(yīng)由測(cè)控裝置完成,實(shí)現(xiàn)本單元所控制設(shè)備的操作閉鎖,具體表現(xiàn)為“四性”:完備性,即可使用變電站內(nèi)任意一個(gè)開(kāi)關(guān)、刀閘等實(shí)時(shí)采集到的信息參與任意一點(diǎn)的控制閉鎖;實(shí)時(shí)性,即能保證五防信號(hào)的實(shí)時(shí)傳送,提高控制的可靠性;獨(dú)立性,即防誤閉鎖邏輯分散存放于相應(yīng)的測(cè)控裝置內(nèi),與站控層計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)關(guān),在站控層系統(tǒng)因故退出時(shí)也可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)全站的控制閉鎖;冗余性,即信息的采集應(yīng)支持冗余雙以太網(wǎng)方式?，F(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖實(shí)現(xiàn)對(duì)本間隔電動(dòng)刀閘的防誤閉鎖?，F(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖與變電站自動(dòng)化五防子系統(tǒng)相互配合,共同完成刀閘閉鎖,正確操作時(shí),二者之間的邏輯為“與”關(guān)系。站控層防誤與間隔層防誤雖然在邏輯閉鎖意義上是保持一致的,但兩者能獨(dú)立完成相應(yīng)的功能,并不相互依賴,可以互為備用。而兩者都必須與現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖串聯(lián)后滿足條件才允許操作,又増加了防誤閉鎖的可靠性。2由于可靠性故障排除和誤差繃帶的具體功能2.1主要操作方式變電站防誤系統(tǒng)要強(qiáng)制閉鎖的一次設(shè)備主要包括了斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘等。對(duì)斷路器具體有四種操作方式:調(diào)度、集控操作,站控層操作,測(cè)控屏操作和現(xiàn)場(chǎng)就地操作。而對(duì)前三種操作方式采取了不同的閉鎖方式。其中對(duì)調(diào)度、集控操作采用的是測(cè)控裝置閉鎖的方式;對(duì)站控層操作采用的是防誤閉鎖軟件及測(cè)控裝置閉鎖的方式;對(duì)測(cè)控屏上的操作采用了電氣編碼鎖方式閉鎖。對(duì)電動(dòng)刀閘也可在多個(gè)地方操作并也有不同的閉鎖方式:在調(diào)度、集控操作采用的是測(cè)控裝置閉鎖的方式;在站控層操作采用的是防誤閉鎖軟件及測(cè)控裝置閉鎖的方式;而在端子箱則采用電氣編碼鎖方式閉鎖;在機(jī)構(gòu)箱就地操作采用了機(jī)械編碼鎖作為閉鎖手段。而前三種操作方式還與現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖配合使用。必要時(shí)還需增加一個(gè)由測(cè)控裝置自動(dòng)控制的閉鎖回路。2.2站控層防誤控制現(xiàn)在就以某個(gè)500千伏變電站的其中一個(gè)完整串(如圖2)的刀閘操作為例來(lái)具體說(shuō)明一下五防子系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖的工作情況(圖3、4)。如果運(yùn)行人員要在控制室的后臺(tái)機(jī)操作50211刀閘,首先在邏輯上要滿足5021斷路器、502117、502127接地刀閘、117MD母線接地刀閘在分閘位置,此時(shí)站控層的邏輯閉鎖、間隔層的邏輯閉鎖(SCADA接點(diǎn))和現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖同時(shí)進(jìn)行防誤控制。只要1GKS在“遠(yuǎn)方”位置,50211刀閘就可以操作。如果運(yùn)行人員要在變電場(chǎng)的端子箱操作50211刀閘,此時(shí)站控層的邏輯閉鎖、和現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖同時(shí)進(jìn)行防誤控制,只要1GKS在“就地”位置,50211刀閘就可以操作。如果檢修人員要在變電場(chǎng)的刀閘機(jī)構(gòu)箱就地操作50211刀閘,此時(shí)刀閘機(jī)構(gòu)箱的機(jī)械編碼鎖與現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖同時(shí)進(jìn)行防誤控制,只要1GKS在機(jī)構(gòu)箱“就地”位置,50211刀閘就可以操作。通過(guò)比較以上幾種操作方式,就可以發(fā)現(xiàn)在站控層操作最為穩(wěn)妥,有效地避免了誤操作。如果是線路接地刀閘要進(jìn)行操作還需在電氣回路上增加一個(gè)由測(cè)控裝置自動(dòng)控制的驗(yàn)電閉鎖繼電器,如圖5所示。3關(guān)于防誤封閉通過(guò)上面的闡述與分析可以看到,無(wú)論采取哪些方式操作,都可實(shí)現(xiàn)比較有效地防誤閉鎖功能。有效的防止了調(diào)度、集控人員和運(yùn)行人員誤操作,減少了事故的發(fā)生,為操作人員提供了一道良好的安全屏障。不過(guò),在實(shí)施防誤閉鎖的過(guò)程中也會(huì)遇到不少需要解決的問(wèn)題。例如在防誤操作中無(wú)論是站控層或間隔層操作都十分依賴變電站所采集的設(shè)備實(shí)時(shí)信息,不論哪一個(gè)斷路器或刀閘的位置信息有誤都將影響本次操作。其次,由于綜自系統(tǒng)十分依賴裝置之間的互相通訊,如果出現(xiàn)通訊故障將會(huì)造成十分不良的影響,如果遇到重大而又緊急的操作,可能會(huì)將站控層和間隔層的閉鎖同時(shí)退出,只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)防誤功能,那將會(huì)大大降低了防誤閉鎖的安全性和可靠性?，F(xiàn)場(chǎng)布線式單元電氣閉鎖也有它客觀的不足,由于接入了大量的二次電纜,接線方式又比較復(fù)雜,而且串接了太多相關(guān)聯(lián)的位置接點(diǎn),其中一個(gè)接點(diǎn)損壞或接觸不良,將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)閉鎖回路不能接通,出現(xiàn)了誤閉鎖,延誤了操作的時(shí)間,并且還要花很大的氣力去排除故障,甚至?xí)`導(dǎo)運(yùn)行人員使用解鎖去盲目操作,必將帶來(lái)不必要的安全隱患。再有,如果刀閘控制出現(xiàn)了問(wèn)題,在站控層和間隔層都不能正常操作時(shí),當(dāng)運(yùn)行人員或檢修人員要操作回路有故障的刀閘時(shí),只能通過(guò)打開(kāi)機(jī)構(gòu)箱的機(jī)械編碼鎖進(jìn)行就地操作,此時(shí)就很有可能出現(xiàn)誤合、誤分相關(guān)的刀閘,造成不必要的安全事故。除此以外,由于防誤閉鎖系統(tǒng)所要求的閉鎖邏輯非常嚴(yán)謹(jǐn),在新建的變電站或綜自改造的變電站中都會(huì)按要求采用,所有中間驗(yàn)收的過(guò)程工作必須求嚴(yán)做細(xì),必須把系統(tǒng)的所有的功能一一檢查,特別是邏輯功能更不能粗心大意,如果把邏輯搞錯(cuò)了,那就