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    一文搞懂五防閉鎖

    一、“五防”的概念

    電力系統的“五防”是指:

    ①防止誤分、合斷路器。

     ?、诜乐箮ж摵煞?、合隔離開關。
     ?、鄯乐箮щ姃欤ê希┙拥鼐€(接地開關)。
     ?、芊乐箮Ы拥鼐€(接地開關)送電,也就是防止帶接地線(接地開關)合斷路器(隔離開關)。
     ?、莘乐拐`入帶電間隔。

    二、“五防”的必要性

    電力系統的電氣操作都需要一定的操作程序,每一個操作步驟都是固定的而且不可跳躍的,因此為了防止運行人員、檢修人員和其他的人員因為操作不當而引起不必要的事故,提出了“五防”閉鎖的概念。

    “五防”閉鎖是防止運行人員的誤操作事故而采取的一種積極措施,“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。

    三、高壓開關柜的“五防”

      1、高壓開關柜內的真空斷路器小車在試驗位置合閘后,小車斷路器無法進入工作位置。(防止帶負荷合閘)?
      2、高壓開關柜內的接地刀在合位時,小車斷路器無法進合閘。(防止帶接地線合閘)?
      3、高壓開關柜內的真空斷路器在合閘工作時,盤柜后門用接地刀上的機械與柜門閉鎖。(防止誤入帶電間隔).
      4、高壓開關柜內的真空斷路器在工作時合閘,合接地刀無法投入。(防止帶電掛接地線)

    5、高壓開關柜內的真空斷路器在工作合閘運行時,無法退出小車斷路器的工作位置。(防止帶負荷拉刀閘

    四、高壓開關柜操作的“五防”

    五防,通常指的是高壓開關柜的“五防”或者變配電室的“五防一通”。

    1、防止帶負荷分、合隔離開關。(斷路器、負荷開關、接觸器合閘狀態不能操作隔離開關。)   2、防止誤分、誤合斷路器、負荷開關、接觸器。(只有操作指令與操作設備對應才能對被操作設備操作)   

    3、防止接地開關處于閉合位置時關合斷路器、負荷開關。(只有當接地開關處于分閘狀態,才能合隔離開關或手車才能進至工作位置,才能操作斷路器、負荷開關閉合)   

    4、防止在帶電時誤合接地開關。(只有在斷路器分閘狀態,才能操作隔離開關或手車才能從工作位置退至試驗位置,才能合上接地開關)  

    5、防止誤入帶電間隔。(只有隔室不帶電時,才能開門進入隔室)  

    變配電室的“五防”即防火、防水、防雷、防雪、防小動物?!耙煌ā奔幢3滞L良好。

    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?! ?/span>

    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?!?/span>

    五、常規防誤閉鎖裝置

    常規防誤閉鎖方式主要有4種:機械閉鎖,程序鎖,電氣聯鎖和電磁鎖。

    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,自動地步步解鎖。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(或稱機械程序鎖)

    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的要求,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,但是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。

    4

    微機防誤閉鎖

    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。

    六、傳統與現代防誤閉鎖技術比較

    電氣防誤操作是建立在二次操作回路上的一種防誤功能,一般通過斷路器和開關的輔助接點,在其操作二次回路上串入并相互聯鎖來實現。微機“五防”則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。通常主要由主機、模擬屏、電腦鑰匙、機械編碼鎖、電氣編碼鎖等功能元件組成?,F行微機防誤閉鎖裝置閉鎖的設備有斷路器、開關、地線、地線開關、遮攔網門(開關柜門),上述設備需由軟件編寫操作閉鎖規則程序。微機防誤閉鎖系統與傳統電氣二次防誤技術比較,各有主要有以下幾點區別:

    (1)電氣二次防誤閉鎖回路是一種現場電氣聯鎖技術, 主要通過相關設備的輔助接點連接來實現閉鎖。這是電氣閉鎖最基本的形式,閉鎖可靠。但這種方式需要接入大量的二次電纜,接線方式較為復雜,運行維護較為困難,輔助接點設備工作不可靠。

    (2)微機防誤閉鎖系統一般不直接采用現場設備的輔助接點,接線簡單,通過防誤閉鎖系統微機軟件規則庫和現場鎖具實現防誤閉鎖。

    (3)電氣閉鎖回路一般只能防止斷路器、隔離開關和接地開關的誤操作,對誤入帶電間隔、接地線的掛接(拆除)等則無能為力。不能實現完整的"五防"功能。

    (4)微機防誤閉鎖系統可根據現場實際情況,編寫相應的"五防"規則程序,可以實現較為完整的"五防"功能和杜絕不正常的操作行為發生(易引發惡性事故發生),但是在微機系統故障而解除閉鎖時,"五防"功能完全失去。另外,電動操作的隔離開關和接地開關的二次操作回路絕緣破壞還極易導致開關的誤拉和誤合。

    七、總結

    隨著計算機及網絡通信技術的發展,變電站自動化技術對電氣"五防"系統的要求進一步提高,傳統電氣防誤閉鎖方式已不能滿足要求,而作為變電站綜合自動化運用發展方向的微機防誤閉鎖系統,在功能方面還有待進一步完善和提高。從目前的運行情況來看,為了安全可靠起見,在大力推廣應用微機防誤閉鎖系統的同時,適度保留傳統閉鎖方式或將微機防誤閉鎖系統接點引入到電動操作回路中,應該是比較有效的防誤閉鎖措施。


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