智能变电站电气二次防误闭锁问题分析

智能变电站电气二次防误闭锁问题分析
摘要：防误闭锁装置是防止变电站电气设备误操作引起的不良事故的有效技术
措施。

变电站对自动化设备的要求越来越高，变电站和配电设备中各种设备的自
动化程度和可靠性也越来越高。

关键词：智能变电站；电气二次；防误闭锁
前言
变电站系统中的电气误操作是导致变电站出现故障的常见引发因素之一，由
电气误操作导致电力设备毁坏等变电站故障造成的大范围区域停电，影响电力系
统的安全正常运行，带来较大的经济影响。

因此，国家出台了相关的管理规定，
其中明确要求：对于可能出现误操作的高压电气设备，应提前考虑设置防误闭锁
装置
1 传统“五防”概述
为了防止电气误操作事故的发生，保障人身安全和电网安全运行，我国电力
部门不断采取措施应对此种事故。

依据长期工作的经验积累和总结，采取的措施
分为管理措施和技术措施。

管理措施是指电力部门颁布的各种反事故措施和相关
安全管理规定，主要包括操作票制度、工作票制度和岗位责任制度等，由于各种
原因，仅依靠管理措施远远不够。

对应的技术措施主要是应用电气原理和机械结
构对设备的操动机构进行强制性闭锁，即“五防”闭锁技术。

“五防”闭锁技术要求
是在1990年提出的，规定了电气设备操作过程中防止出现误操作的管理、设计、运行和使用原则。

防误装置的设计应遵循的原则:凡有可能引起误操作的高压电气
设备均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。

基于这个原则，提出了“五防”规定。

“防误技术”首先要从“五防”讲起。

“五防”是指防止电力系统倒闸操作中经
常发生的5种恶性电气误操作事故的简称。

“五防”闭锁的发展是随着电力系统的
发展而发展的，相继经历了机械闭锁、机械程序闭锁、电气闭锁、微机五防、一
体化五防、在线式独立五防等技术。

随着“五防”体系的发展和不断完善，已形成
较为成熟的运行规程，从而起到确保安全操作一次设备的作用。

随着新技术发展，“五防”的内容不断细化，逐步形成了“五防”体系。

但是，由于现场人员习惯叫法
上的差异，通常以“五防”泛指“防误”，即把“五防”和“防误”等同为一个概念来讲。

实质上，“防误”的概念是大于“五防”的，随着电力水平的快速发展，对电力事业
发展提出更高要求，表明当前的“五防”已不能满足智能变电站防误闭锁全面性要求。

针对智能变电站的智能防误技术成为新的研究课题。

2 智能防误面临的问题
随着“智能电网”概念的提出以及电子式互感器的广泛应用，智能变电站逐渐
从理论研究走向工程实践。

当前，智能变电站已处于全面推广阶段，各区域电网
尤其110kV电压等级及以上的新建变电站均已采用不同的组网设计模式，按照智
能变电站技术要求进行规划、设计、建设和运行。

但目前智能变电站防误闭锁方
面的技术研究和工程实践都停留在“五防”闭锁阶段和变电站一次设备的防误操作
层面。

随着微机防误技术的发展，一次设备的防误已非常完善。

智能变电站中二
次设备防误闭锁问题日益突出，对智能变电站防误闭锁的全面性提出了更高要求，传统的“五防”已经不能满足智能变电站的需求。

目前生产现场事故频发，迫切需
要建立面向全站的一、二次设备的综合防误技术，防止智能变电站运行、操作、
检修等各个环节中出现误操作。

在国网通报的变电站事故中，某330kV变电站由
于合并单元检修压板设置与其运行状态不匹配导致线路故障引发变电站全停;某
220kV变电站由于压板投退顺序错误导致母差保护误动等。

由于二次设备在电力
系统中的特殊作用，要保证二次系统继电保护装置的正常反应，继电保护装置出
现拒动或误动都会给电力系统造成不可估量的损失。

因此急需研究面向智能变电
站一、二次设备的综合防误技术。

智能变电站最核心的技术革新在于使用网络技
术代替传统二次接线传递数字和模拟信号，原有直接可见、相互解耦、具象的二
次接线由不直接可见、相互高度耦合、抽象的网络数据流代替。

运行人员无法明
确掌握继电保护及控制回路的运行和动作状况。

智能变电站除智能终端跳合闸出
口压板及检修压板为硬压板外，其余均为GOOSE发送/接收软压板，存在着压板
数量多、不直观、无“明显电气断点”等特点，在操作过程中容易造成漏投退、误
投退等，因此需要研究智能变电站防误操作技术及其可靠性校验技术，提高智能
变电站二次系统操作的可靠性和效率。

3 现有防误闭锁装置分析
3.1 机械程序锁方式
机械程序锁是通过机械锁具作用于开关、刀闸等配电电器的手柄上，进而对
其进行机械定位来完成闭锁的一种方式。

该闭锁方式主要应用在接线和原理相对
简单的变电站设备中，操作和流程容易实现。

因此，在接线比较复杂的变电站电
力系统中难以适用，且对电动开关、刀闸等自动化程度高的电气设备难以作用，
可靠性较低。

3.2 机械联锁方式
机械联锁方式主要应用场合是电力系统中电压低于35kV的开关柜、手车柜等设备的防闭锁作用中。

机械联锁式闭锁装置能够识别出断路器、刀闸和网门的开
闭状态。

在发生误操作时，能够自行识别完成闭锁，防止误操作引来的一系列其
他事故发生。

与机械程序锁相比，该机械联锁式闭锁装置能够满足正、反向的闭
锁要求，且故障率低，维修容易，操作简单，应用效果较好。

但该机械联锁方式
也存在一些缺点：连杆机构在传动过程中容易受到距离、空间的限制，因此，同
机械程序锁一样，只能应用在接线较为简单的变电站电力系统中，难以满足横向
方面的闭锁要求，在双母线带旁路等较为复杂的接线方式的电力系统中无法应用，同时对电动元件也无法适用。

3.3 电磁闭锁方式
电磁闭锁的作用原理主要是通过辅助回路把断路器、刀闸、开关柜等辅助接
点与电磁锁电源连接和设备本身的回路相联系，然后通过控制电磁锁的电源通断，进而控制电磁锁的锁栓对刀闸、网门等电气设备的操作机构进行机械定位控制，
使其操作机构不动作，使得设备相互闭锁。

该种闭锁方式原理简单易实现、操作
容易、结构组成简单。

缺点是：增加了二次电路，接线方式复杂，使得变电站的
电力系统变得更加复杂，造成安装、维护不容易。

3.4 微机防误闭锁方式
微机型防误闭锁系统是将计算机与网络技术结合运用到防误闭锁装置中，通
过软件程序技术代替传统的机械或辅助回路电路控制，将闭锁功能程序化，利用
程序控制锁具及现场锁具来完成设备间的闭锁功能。

该闭锁方式可提高闭锁装置
的自动化程度，改变传统落后的控制方式，实现防误闭锁装置的数字化，使得防
误控制功能集成化。

微机防误闭锁系统使得防误闭锁装置进入到了数字化的控制
模式，能够更好地满足各种类型的接线方式及横向连接设备间的联锁要求，但也
有一些缺点：一是无实时对位功能。

对于一些特殊的无法闭锁的操作情况，该装
置的电脑钥匙不能准确地获取其变位情况。

二是仍以传统的“钥匙+锁”模式为基础，
难以满足变电站不断快速向前发展的自动化水平要求。

因此，结合当前变电站逐渐向高自动化的发展要求，研制出一种更适用于变电站电力系统的防误闭锁装置——网络型防误闭锁装置，使得防误闭锁装置能够进行远程、实时及智能化控制的更自动化的操作水平。

结语
防误技术有效提升了二次检修的安全性和可靠性，防止智能变电站因二次安全措施错误引起的继电保护误动或拒动的电网事故，增强电网安全运行水平，提高电网精益化和智能化调控能力，是大检修和大运行体系安全生产的技术保障，具有广泛的应用前景。

参考文献：
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