基于電力系統(tǒng)的變電站防誤解決方案

基于電力系統(tǒng)的變電站防誤解決方案

1電氣誤操作事件五防由于電網(wǎng)的頻繁運行，大面積停電、設(shè)備損壞、個人損壞，甚至電網(wǎng)振動和崩潰等嚴(yán)重后果果。為防止電氣設(shè)備誤操作引發(fā)的人身和重大設(shè)備事故,結(jié)合中外電氣運行的實踐,原水利電力部于1980年將防止電氣誤操作事故列為電力生產(chǎn)急需解決的重大技術(shù)問題發(fā)布。1990年更是提出了電氣設(shè)備“五防”的要求,以法規(guī)形式(能源安保1110號文)規(guī)定了電氣防誤的管理、運行、設(shè)計和使用原則。五防是指:①防止帶負荷誤拉、誤合隔離開關(guān);②防止誤拉、誤合斷路器;③防止帶地線或接地閘刀合閘;④防止帶電掛接地線或合接地閘刀;⑤防止誤入帶電間隔。2防誤措施分層設(shè)置隨著電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃和技術(shù)改造規(guī)劃原則的實施,變電站的控制運行方式發(fā)生了改變,遠方遙控的對象也已從斷路器擴展到刀閘,因此,必須解決因人為、設(shè)備故障、控制軟件及干擾等原因造成的誤出口,導(dǎo)致電動操作設(shè)備的誤動問題。同樣基于目前遙控操作基礎(chǔ)上的遙控程序化操作的實施,在考慮程序化操作提高操作效率的同時,必須把操作的安全,可靠性放在首位。此外,在無人值班變電站運行模式下,電氣設(shè)備的操作模式、操作點增加,如設(shè)備操作模式有集控遠方遙控操作、站控層操作、就地手動操作、檢修操作。設(shè)備操作點可在集控中心、受控站后臺、測控屏、端子箱(匯控柜)、就地操作機構(gòu)等地方進行。因而無人值班變電站防誤系統(tǒng)應(yīng)分層設(shè)置,各層次間應(yīng)相互獨立,防誤閉鎖應(yīng)能涵蓋站內(nèi)的所有一次主設(shè)備及可能影響主設(shè)備安全運行的設(shè)備的操作閉鎖要求。無人值班變電站防誤系統(tǒng)必須保證設(shè)備操作權(quán)的唯一性,不論在集控主站還是受控站,對于任何設(shè)備,在任意時刻,確保只有唯一的人員可以取得該設(shè)備操作權(quán)。該人員取得操作權(quán)后,任何其他人員,都不能操作該設(shè)備和相關(guān)的設(shè)備,只有該工作人員工作結(jié)束,釋放操作權(quán),或主動將該操作權(quán)轉(zhuǎn)移,其他人員才有可能對該設(shè)備及相關(guān)設(shè)備進行操作,確保操作人員和被操作設(shè)備的安全。另外,在無人值班變電站運行模式下,存在多個操作任務(wù)同時進行的情況,因而采用的防誤系統(tǒng)應(yīng)解決多任務(wù)并行操作防誤問題。在其他方面,無人值班變電站防誤系統(tǒng)設(shè)計還應(yīng)考慮遙控、手動混合操作,操作過程異常處理,檢修操作,設(shè)備故障解鎖操作等方面的防誤操作問題。3傳統(tǒng)的誤誤差閉合和現(xiàn)代的微型計算機防御技術(shù)防誤閉鎖隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,我國變電站設(shè)備防誤閉鎖大體經(jīng)歷了機械聯(lián)鎖、電氣閉鎖、微機五防系統(tǒng)閉鎖幾個過程。3.1聯(lián)鎖功能的局限性機械聯(lián)鎖是利用電氣設(shè)備間的機械聯(lián)動部件對設(shè)備內(nèi)各元件操作構(gòu)成的閉鎖,屬于制造廠在設(shè)備操作機構(gòu)研發(fā)中采用機械鎖件設(shè)計的聯(lián)鎖功能,存在較大的局限性,不能滿足站內(nèi)所有設(shè)備之間五防的功能要求:(1)適用范圍小,一般只用于成套高壓開關(guān)柜設(shè)備,無法實現(xiàn)各電氣設(shè)備間的五防閉鎖功能。(2)僅對設(shè)備元件的手動操作有效,無法閉鎖電氣操作回路,一旦在機械聯(lián)鎖的情況下發(fā)生電氣誤操作,將損壞電氣操作電動機或機械傳動軸。(3)由于存在上述的局限性,機械聯(lián)鎖不能作為變電站防電氣誤操作的方案。3.2輔助接頭動作可靠性差電氣聯(lián)鎖是將斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等設(shè)備的輔助接點接入受控設(shè)備電氣操作電源回路構(gòu)成的閉鎖,該方案閉鎖回路不允許設(shè)中間轉(zhuǎn)換設(shè)備,閉鎖回路簡單直觀,便于運行人員理解和操作,早期變電站基本都采用了電氣聯(lián)鎖實現(xiàn)變電站的五防功能。電氣聯(lián)鎖基本滿足站內(nèi)所有設(shè)備之間防電氣誤操作的功能要求,但在實際應(yīng)用中也存在一些局限性,主要表現(xiàn)在:(1)對輔助接點的質(zhì)量要求較高。電氣聯(lián)鎖的可靠性取決于閉鎖回路中接入的所有輔助接點動作的正確性,回路中任一輔助接點的動作不到位都將導(dǎo)致電氣聯(lián)鎖功能的失去,且查找原因較為困難。近年來真空輔助開關(guān)的推廣使用,輔助接點動作的可靠性有了較大的提高。(2)對輔助開關(guān)的數(shù)量要求較高,部分設(shè)備難以滿足要求。電氣聯(lián)鎖必須采用相關(guān)設(shè)備的輔助接點,因此要求設(shè)備提供較多的輔助接點,尤其對于母線上的接地器,由于需要與母線上所有隔離開關(guān)都到進行相互聯(lián)鎖,當(dāng)母線隔離開關(guān)較多時,母線接地器的輔助接點數(shù)量一般很難滿足要求。(3)二次回路設(shè)計復(fù)雜。該方案是將相關(guān)設(shè)備的輔助接點通過控制電纜串聯(lián)來實現(xiàn)閉鎖功能的,對于母線上或變壓器三側(cè)的隔離開關(guān)和接地閘刀設(shè)備,相互聯(lián)鎖設(shè)備較多,導(dǎo)致二次回路設(shè)計復(fù)雜,控制電纜較多。(4)聯(lián)鎖回路易受現(xiàn)場電磁環(huán)境干擾。電氣閉鎖回路均通過敷設(shè)在配電裝置電纜溝內(nèi)的控制電纜進行回路連接,對于500kV變電站,由于配電裝置場地大且電磁環(huán)境惡劣,當(dāng)電氣閉鎖回路控制電纜較長時,聯(lián)鎖回路易受現(xiàn)場電磁環(huán)境的干擾,影響聯(lián)鎖功能的可靠性。隨著我國變電站運行自動化程度的提高,電氣聯(lián)鎖措施已不適合用于全站設(shè)備的五防功能,部分地區(qū)采用間隔內(nèi)設(shè)備之間的電氣閉鎖作為強制性閉鎖的措施。3.3監(jiān)控系統(tǒng)防誤鎖設(shè)備模型獨立配置微機五防系統(tǒng)實現(xiàn)全站的遠方、就地操作防誤閉鎖功能的閉鎖回路。微機五防系統(tǒng)將大量現(xiàn)場的二次閉鎖回路變?yōu)榉勒`閉鎖邏輯規(guī)則庫,不僅將傳統(tǒng)的防誤閉鎖技術(shù)數(shù)字化,還可以實現(xiàn)以往不能實現(xiàn)或者是很難實現(xiàn)的防誤功能,解決了電氣聯(lián)鎖的局限性,可以說是電氣設(shè)備防誤閉鎖技術(shù)的一次質(zhì)的飛躍。詳見圖1。(1)手動操作的設(shè)備、接地線及網(wǎng)門等采用電腦鑰匙和防誤鎖具實現(xiàn)閉鎖功能。(2)遠方操作防誤閉鎖功能說明:防誤系統(tǒng)進行模擬預(yù)演后,控制遙控閉鎖繼電器的閉鎖接點吸合,監(jiān)控系統(tǒng)才能操作該設(shè)備;否則不能操作?？捎行Ы鉀Q因監(jiān)控系統(tǒng)軟、硬件故障或運行人員操作不當(dāng)造成的誤操作,提高系統(tǒng)的安全性。(3)就地操作防誤閉鎖功能說明:該系統(tǒng)采用電編碼鎖或機械編碼鎖對就地操作的設(shè)備(隔離開關(guān)、地刀、接地線和網(wǎng)門等)實施強制性閉鎖。就地操作時,防誤主機將模擬正確的倒閘操作票發(fā)送電腦鑰匙,操作人員持電腦鑰匙并按照電腦鑰匙顯示的操作順序,依次對就地閉鎖電氣設(shè)備的鎖具進行解鎖、倒閘操作,從而實現(xiàn)對電氣設(shè)備的就地防誤操作。(4)微機防誤閉鎖系統(tǒng)也可和電氣閉鎖配套使用,在本單元間隔內(nèi)的電動操作設(shè)備之間采用電氣閉鎖,與微機防誤閉鎖系統(tǒng)構(gòu)成雙重閉鎖,可解決非正常就地操作時的強制閉鎖問題。3.4避免誤閉檢測方法的性能比較各類防誤閉鎖方式性能的比