(酒泉鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100)

前言

變電站電氣五防功能是保證電網(wǎng)、設(shè)備和人身安全的重要措施。在《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求》（國(guó)能安全[2014]161 號(hào)）的第三章“防止電氣誤操作事故”第3.5 條明確規(guī)定：采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，遠(yuǎn)方、就地操作均應(yīng)具備電氣閉鎖功能。第3.7 條規(guī)定：對(duì)已投產(chǎn)尚未裝設(shè)防誤閉鎖裝置的發(fā)、變電設(shè)備，要制定切實(shí)可行的防范措施和整改計(jì)劃，必須盡快裝設(shè)防誤閉鎖裝置。

此外，變電站電氣操作都要按步序進(jìn)行，每一個(gè)操作步序都是固定且不可隨意跳步的，因此為了防止變電站電氣誤操作事故的發(fā)生，將五防系統(tǒng)應(yīng)用于電力系統(tǒng)加以維護(hù)和管理。

1 五防功能定義

五防是指在變電站的倒閘操作中防止惡性電氣誤操作事故的簡(jiǎn)稱，其具體內(nèi)容是：

（1）防止誤分、合斷路器；

（2）防止帶負(fù)荷分、合隔離開(kāi)關(guān)；

（3）防止誤入帶電間隔；

（4）防止帶電掛地線或合接地刀閘；

（5）防止帶地線（接地刀閘）合隔離開(kāi)關(guān)。

2 五防存在功能不完善問(wèn)題分析

（1）許多老式站所未配置五防系統(tǒng)，無(wú)五防閉鎖邏輯，只能依靠人為控制，變電站操作人員因操作順序不當(dāng)可能引起各種電氣設(shè)備誤操作。

（2）手動(dòng)分合的隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)，在其所在設(shè)備的操作把手或網(wǎng)（箱）無(wú)任何閉鎖。

（3）部分開(kāi)關(guān)柜后柜門是個(gè)整體僅依靠螺絲直接固定無(wú)閉鎖、上下柜獨(dú)立但后上柜無(wú)閉鎖、后上柜不能獨(dú)立閉鎖依靠下柜門擋片對(duì)上柜門進(jìn)行閉鎖，合上接地開(kāi)關(guān)后下柜門機(jī)械閉鎖解除后上柜門可直接開(kāi)啟，這些現(xiàn)象后上柜門可直接開(kāi)啟，內(nèi)部也未設(shè)計(jì)隔離擋板，易發(fā)生觸電事故。

（4）GIS 設(shè)備出線套管清掃時(shí)懸掛的接地線不受控，只能依靠管理沒(méi)有技術(shù)手段。

（5）部分老式高壓開(kāi)關(guān)柜，后柜無(wú)任何機(jī)械或者電氣閉鎖功能，面臨淘汰。

（6）部分電容器本體柜、受電、母聯(lián)、電壓互感器、所用變、消弧消諧等開(kāi)關(guān)柜無(wú)接地開(kāi)關(guān)，后下柜無(wú)法形成機(jī)械閉鎖，不管是否有電，拆除螺絲后可直接打開(kāi)后下柜門，帶電體裸露，易發(fā)生觸電事故。

（7）部分開(kāi)關(guān)柜斷路器小車?yán)龊?，靜觸頭絕緣隔板沒(méi)有防誤閉鎖功能，甚至有些閉鎖功能失效未得到有效管控，容易誤開(kāi)柜門、誤碰帶電體造成觸電事故。

3 微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)原理簡(jiǎn)介

微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)為操作界面，主要配置有防誤主機(jī)、圖形軟件、電腦鑰匙及充電底座、各種鎖具和相關(guān)附件，系統(tǒng)中預(yù)先繪出一次系統(tǒng)接線模擬圖，與后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互通信，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的自動(dòng)對(duì)位，同時(shí)加入相應(yīng)的邏輯控制規(guī)則，通過(guò)對(duì)一次設(shè)備加裝專用鎖具，對(duì)其操作實(shí)施強(qiáng)制閉鎖，系統(tǒng)對(duì)操作步驟進(jìn)行一系列的模擬、預(yù)演、檢驗(yàn)、傳輸操作票，運(yùn)行人員按照倒閘操作票的順序，模擬預(yù)演后對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，避免正常情況下由于操作順序不當(dāng)而引起各種電氣設(shè)備誤操作，實(shí)現(xiàn)了五防要求。

微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)中的設(shè)備對(duì)位可通過(guò)顯示屏上的模擬元件直觀地反映系統(tǒng)的工作狀態(tài)，且通過(guò)記憶對(duì)位的方式或通過(guò)與監(jiān)控通訊，接收監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)來(lái)的實(shí)時(shí)遙信，檢測(cè)顯示屏上各元件的狀態(tài)是否與實(shí)際設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)一致，若不一致時(shí)則自動(dòng)對(duì)位刷新?tīng)顟B(tài)。

模擬操作時(shí)，在防誤主機(jī)上，按照倒閘操作任務(wù)進(jìn)行模擬預(yù)演，檢驗(yàn)操作票是否正確，若操作錯(cuò)誤，則在顯示器上顯示相應(yīng)信息并同時(shí)發(fā)出音響報(bào)警和錯(cuò)誤信息，達(dá)到了防止各種誤操作的目的，同時(shí)也起到了仿真培訓(xùn)的作用；模擬預(yù)演結(jié)束后，微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)將正確的操作內(nèi)容自動(dòng)存儲(chǔ)并傳輸?shù)诫娔X鑰匙中，運(yùn)行人員按照電腦鑰匙所顯示的設(shè)備號(hào)，進(jìn)行倒閘操作，電腦鑰匙對(duì)違反五防規(guī)定或與操作票不符的操作實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖，通過(guò)其內(nèi)部固化的閉鎖邏輯來(lái)判斷錯(cuò)誤操作的類型，并以語(yǔ)音提示及液晶顯示方式警告操作人員；在倒閘操作完畢，電腦鑰匙放回防誤主機(jī)，通過(guò)電腦鑰匙反饋現(xiàn)場(chǎng)信息或狀態(tài)給防誤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)顯示屏上設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)一致。

4 五防功能不完善整改措施

4.1 采用微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)

微機(jī)五防閉鎖系統(tǒng)有完善的閉鎖功能，能夠?qū)嗦菲?、隔離開(kāi)關(guān)、接地刀閘、臨時(shí)接地線、網(wǎng)門等實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制閉鎖。不僅能滿足基本的五防閉鎖功能，還可實(shí)現(xiàn)旁路母線充電、帶路操作、倒母線操作、線路側(cè)驗(yàn)電等復(fù)雜閉鎖功能。

微機(jī)五防系統(tǒng)鎖具主要包括：電編碼鎖、機(jī)械編碼鎖、機(jī)械掛鎖加閉鎖。采用電編碼鎖閉鎖方式、機(jī)械編碼鎖閉鎖、機(jī)械掛鎖加閉鎖附件方式，能適用于變電站內(nèi)各種運(yùn)行方式，在緊急狀態(tài)下，操作人員直接通過(guò)電解鎖鑰匙和機(jī)械解鎖鑰匙對(duì)所操作設(shè)備進(jìn)行解鎖，無(wú)需操作的步驟直接使用跳步鑰匙跳過(guò)此步驟，系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題后臺(tái)無(wú)法執(zhí)行解鎖操作通過(guò)審批手續(xù)使用機(jī)械鑰匙進(jìn)行解鎖。電編碼鎖閉鎖方式、機(jī)械編碼鎖閉鎖、機(jī)械掛鎖加閉鎖附件方式采用的都是無(wú)限編碼鎖片，一是整個(gè)微機(jī)五防閉鎖編碼系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)重碼現(xiàn)象，每一個(gè)設(shè)備的編碼都是唯一的，二是克服了傳統(tǒng)的機(jī)械采碼技術(shù)所帶來(lái)的弊端，實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸、無(wú)連接線、無(wú)機(jī)械觸點(diǎn)，編碼和探頭之間交互信息依靠無(wú)線方式，從而提高了系統(tǒng)采碼的可靠性。具體整改措施如下：

（1）采取電編碼鎖閉鎖方式

針對(duì)未配置五防系統(tǒng)，無(wú)五防閉鎖邏輯，只能依靠人為控制，可以實(shí)現(xiàn)電氣閉鎖的采取電編碼鎖閉鎖方式，在GIS 設(shè)備的匯控柜面板上開(kāi)孔安裝開(kāi)關(guān)、隔離刀閘以及接地刀閘的電編碼鎖裝置，在控制回路中串接電編碼鎖的遙控閉鎖點(diǎn)，接線原理如圖1所示，電編碼鎖屏面安裝如圖2所示。

圖1 電編碼鎖接入控制回路原理圖

圖2 電編碼鎖屏面安裝前后圖

（2）采用機(jī)械編碼鎖閉鎖

（a）對(duì)于一些只能手動(dòng)分合的隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)，在其所在設(shè)備的操作把手或網(wǎng)（箱）門加裝機(jī)械編碼鎖，如圖3所示。

圖3 操作把手或網(wǎng)（箱）門機(jī)械編碼鎖

（b）對(duì)于開(kāi)關(guān)柜后柜門整體的、上下獨(dú)立無(wú)閉鎖、依靠下柜閉鎖且內(nèi)部無(wú)擋板，用螺絲固定的，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電氣和機(jī)械閉鎖的，可以通過(guò)加工U 型片與螺絲連接，再將機(jī)械編碼鎖安裝在U型片上，不解鎖無(wú)法拆下柜門，從而防止人員誤入帶電間隔。

（c）針對(duì)GIS 設(shè)備進(jìn)出線套管清掃時(shí)懸掛的接地線，將接地線撞樁焊接在接地點(diǎn)上，采用機(jī)械編碼鎖閉鎖控制，使其具有接地開(kāi)關(guān)閉鎖的功能，如圖4所示。

圖4 接地線撞樁機(jī)械編碼鎖

（3）采取機(jī)械掛鎖加閉鎖附件方式閉鎖

（a）針對(duì)部分老式高壓開(kāi)關(guān)柜，后柜無(wú)任何機(jī)械或者電氣閉鎖功能，打開(kāi)后柜就可直接觸及帶電部位，這種無(wú)法實(shí)現(xiàn)電編碼和機(jī)械編碼的情況，可以通過(guò)加工U 型片與螺絲連接，再將機(jī)械掛鎖安裝在U型片上。

（b）受電柜、母聯(lián)柜、電壓互感器柜、所用變柜、消弧消諧柜帶有帶電顯示的，加裝電磁鎖，將電磁鎖的工作電壓接到帶電顯示的閉點(diǎn)，然后再到電磁鎖的線圈接點(diǎn)。當(dāng)高壓柜有電時(shí)，帶電顯示亮起，同時(shí)輔助觸點(diǎn)斷開(kāi)，電磁鎖線圈不得電，電磁鎖處于閉鎖狀態(tài)，打不開(kāi)柜門；反之即可以打開(kāi)柜門。

4.2 制度上的管控

（1）針對(duì)部分開(kāi)關(guān)柜斷路器小車?yán)龊?，靜觸頭絕緣隔板沒(méi)有防誤閉鎖功能，甚至有些閉鎖功能失效未得到有效管控的問(wèn)題，運(yùn)行人員做好防誤閉鎖裝置的定期檢查工作，納入到日常的定期工作。

（2）利用母線停電檢修機(jī)會(huì)對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜聯(lián)鎖進(jìn)行試驗(yàn)，斷路器小車合閘狀態(tài)無(wú)法進(jìn)出車、接地開(kāi)關(guān)合位時(shí)斷路器小車無(wú)法進(jìn)入、隔離開(kāi)關(guān)與接地開(kāi)關(guān)之間機(jī)械閉鎖等情況進(jìn)行檢查，確保五防閉鎖功能的完好。

5 結(jié)論

對(duì)變電站五防功能存在問(wèn)題進(jìn)行分析和整改，從根本上完善了五防的功能。傳統(tǒng)的一些防誤閉鎖功能已無(wú)法滿足現(xiàn)代智能化水平的要求，老式設(shè)備五防功能的改造也存在一定的局限性，微機(jī)五防系統(tǒng)也已成為變電站綜合自動(dòng)化、智能化的發(fā)展方向。