南瑞繼保五防基礎(chǔ)知識培訓(xùn).ppt

1、五防系統(tǒng)基礎(chǔ)知識培訓(xùn),南京南瑞繼保電氣有限公司 李繼龍 2009年7月,變電站防誤閉鎖技術(shù)介紹,變電站防誤技術(shù)的產(chǎn)生 變電站五防系統(tǒng)現(xiàn)狀 五防閉鎖方式介紹,變電站防誤閉鎖技術(shù)的產(chǎn)生,變電站是電力生產(chǎn)的重要場所，站內(nèi)配備有各種電壓等級的一次設(shè)備，正常運(yùn)行時這些設(shè)備都帶有10kV1000kV不等的高壓電。正確操作這些設(shè)備防止運(yùn)行人員觸電或被短路電流灼傷是電力安全生產(chǎn)的基本要求。電氣設(shè)備的誤操作會造成大面積停電、設(shè)備損壞、人身傷亡，甚至引起電網(wǎng)振蕩瓦解等嚴(yán)重后果。 我國電力系統(tǒng)在無數(shù)次血的教訓(xùn)面前，結(jié)合中外電氣運(yùn)行的實踐，為了有效防止運(yùn)行電氣設(shè)備誤操作引發(fā)的人身和重大設(shè)備事故，原水利電力部于1980

2、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。并在1990年提出了電氣設(shè)備“五防”的要求，并以法規(guī)形式（能源安保19901110號文）行文規(guī)定了電氣防誤的管理、運(yùn)行、設(shè)計和使用原則。,五防系指： 防止帶負(fù)荷誤拉、誤合隔離開關(guān)； 防止誤拉、誤合斷路器； 防止帶地線或接地閘刀合閘； 防止帶電掛接地線或合接地閘刀； 防止誤入帶電間隔。 電氣“五防”功能的實現(xiàn)成了電力安全生產(chǎn)的重要措施之一。隨著電網(wǎng)的不斷發(fā)展，技術(shù)的不斷更新，防誤裝置得到不斷改進(jìn)和完善。 防誤裝置的設(shè)計原則是：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設(shè)備，均應(yīng)裝設(shè)防誤裝置和相應(yīng)的防誤電氣閉鎖回路。,變電站五防系統(tǒng)現(xiàn)狀,目前變電站的

3、防誤閉鎖主要分為兩種方式： 一、常規(guī)防誤閉鎖方式： 自1980年，原水電部提出在電力系統(tǒng)中要防止五種惡性電氣誤操作事故，倡導(dǎo)采用五防技術(shù)措施以來，在國內(nèi)出現(xiàn)的常規(guī)防誤閉鎖方式主要有4種：機(jī)械閉鎖，程序鎖，電氣聯(lián)鎖和電磁鎖。 機(jī)械閉鎖是在開關(guān)柜或戶外閘刀的操作部位之間用互相制約和聯(lián)動的機(jī)械機(jī)構(gòu)來達(dá)到先后動作的閉鎖要求。機(jī)械閉鎖在操作過程中無需使用鑰匙等輔助操作，可以實現(xiàn)隨操作順序的正確進(jìn)行，自動地步步解鎖。在發(fā)生誤操作時，可以實現(xiàn)自動閉鎖，阻止誤操作的進(jìn)行。機(jī)械閉鎖可以實現(xiàn)正向和反向的閉鎖要求，加之閉鎖直觀，強(qiáng)度高，不易損壞，檢修工作量小，操作方便，運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以受到運(yùn)行和檢修人員的歡迎。

4、 然而機(jī)械閉鎖只能在開關(guān)柜內(nèi)部及戶外閘刀等的機(jī)械動作相關(guān)部位之間應(yīng)用，與電器元件動作間的聯(lián)系用機(jī)械閉鎖無法實現(xiàn)。對兩柜之間或開關(guān)柜與柜外配電設(shè)備之間及戶外閘刀與開關(guān)（其他閘刀）之間的閉鎖要求也鞭長莫及。所以在開關(guān)柜及戶外閘刀上，只能以機(jī)械閉鎖為主，還需輔以其他閉鎖方法，方能達(dá)到全部五防要求。, 電氣聯(lián)鎖技術(shù), 主要通過相關(guān)設(shè)備的輔助接點(diǎn)連接來實現(xiàn)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(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)較為困難，輔助接點(diǎn)設(shè)備工作不可靠。,電磁鎖是通過串入操作機(jī)構(gòu)的輔助觸點(diǎn)使電磁線圈的電磁機(jī)構(gòu)動作，來實現(xiàn)解鎖操作，在防止誤入帶電間隔的閉鎖環(huán)節(jié)中是不可缺

5、少的閉鎖元件。 電磁鎖的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，沒有輔助動作，但是在安裝使用中也存在幾個突出問題：作為閉鎖元件的電磁鎖，結(jié)構(gòu)復(fù)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(tǒng)的故障率；需要敷設(shè)電纜，增加額外施工量；串入操作機(jī)構(gòu)的輔助觸點(diǎn)容易產(chǎn)生接觸不良而影響動作的可靠性；,綜上所述，常規(guī)的防誤閉鎖方式各有所長，各有其短，都有一定的應(yīng)用范圍，防誤功能也都有一定的局限性。一般只能防止開關(guān)、隔刀和地刀的誤操作，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(xiàn)完整的“五防”功能。,二、微機(jī)防誤閉鎖方式： 上世紀(jì)90年代初，微機(jī)技術(shù)就進(jìn)入了防誤閉鎖領(lǐng)域，國內(nèi)的電氣設(shè)備廠相繼推出了微機(jī)防誤閉鎖

6、系統(tǒng)。經(jīng)過10多年來的發(fā)展，這些微機(jī)防誤閉鎖裝置已逐漸成熟，并已在電力系統(tǒng)中廣泛推廣。微機(jī)防誤系統(tǒng)通過軟件將現(xiàn)場大量的二次閉鎖回路變?yōu)殡娔X中的五防閉鎖規(guī)則庫，實現(xiàn)了防誤閉鎖的數(shù)字化，并可以實現(xiàn)以往不能實現(xiàn)或者是很難實現(xiàn)的防誤功能，應(yīng)該說是電氣設(shè)備防誤閉鎖技術(shù)的飛躍。 目前的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)，主要分為兩種類型，即離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)、在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。其中離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用最為廣泛，在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)，因為種種原因一直未能得到很好的發(fā)展。 1. 離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng) 離線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)主要由三個部分組成，即防誤主機(jī)（或五防模擬屏）、電腦鑰匙及現(xiàn)場鎖具。 其

7、特點(diǎn)是防誤主機(jī)（或五防模擬屏），將模擬預(yù)演后的正確操作步驟傳輸?shù)诫娔X鑰匙，其后的操作以電腦鑰匙為主，來完成閉鎖鎖具的解鎖工作。在此操作期間，防誤主機(jī)不能在線跟蹤操作的執(zhí)行情況，只有在電腦鑰匙回傳后，才可以獲得相關(guān)的操作信息。在操作方式切換頻繁的情況下，電腦鑰匙需要多次回傳，操作較繁瑣。但由于現(xiàn)場鎖具無需敷設(shè)電纜，所以具有投資小、覆蓋面廣、可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。,其缺點(diǎn)是為確保防空走的問題，需要設(shè)計適用于對象設(shè)備的品種，式樣繁 多的固定鎖，或是鎖具附件，且通用性差，安裝周期長。而且離線式微機(jī) 防誤閉鎖系統(tǒng)，不能實時取得現(xiàn)場實際位置。 2. 在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng) 現(xiàn)有的在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)

8、主要由三個部分組成，即防誤主機(jī)、分布式現(xiàn)場總線及現(xiàn)場鎖具。其設(shè)計目標(biāo)則是通過分布式現(xiàn)場總線，將防誤主機(jī)與現(xiàn)場鎖具連接起來，由防誤主機(jī)直接控制鎖具的解鎖和閉鎖操作。同時具備鎖具閉鎖狀態(tài)及設(shè)備狀態(tài)的實時采集功能。操作過程完全取消電腦鑰匙。 現(xiàn)有的在線式微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 具有一次設(shè)備狀態(tài)實時采集功能，防誤主機(jī)可實時獲得現(xiàn)場一次設(shè)備的狀態(tài)，包括臨時接地線、網(wǎng)門。防誤主機(jī)中的一次設(shè)備狀態(tài)可與現(xiàn)場設(shè)備實現(xiàn)實時對位。 具有鎖具閉鎖狀態(tài)實時采集功能，防誤主機(jī)可實時采集在線式防誤鎖具的閉鎖狀態(tài)，并可實現(xiàn)對鎖具操作情況的跟蹤及在線檢測等功能。 實時跟蹤操作狀態(tài)，有效防止操作中走“空程序”的問題。由于

9、五防主機(jī)可直接控制現(xiàn)場鎖具的解鎖、閉鎖操作，并可采集設(shè)備、鎖具狀態(tài)。防誤主機(jī)只有在檢測到設(shè)備狀態(tài)正確變位后，再開放下一步的操作，可同步解決“空程序”問題。有效的降低操作復(fù)雜程度，提高效率。,其缺點(diǎn)是安裝不方便，需敷設(shè)大量的電纜，施工難度增加。 維護(hù)成本高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及鎖具復(fù)雜，維護(hù)和調(diào)試成本相應(yīng)增加。 電源問題，五防系統(tǒng)可能會在變電站故障時操作，因此安裝分布式 現(xiàn)場總線不能就地取得電源，而是要從總控室拉電源，增加了投資 和故障點(diǎn)。 目前根據(jù)前兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展出一種新的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)。采用混合安裝方式：在主控室內(nèi)的設(shè)備和防誤點(diǎn)采用在線方式閉鎖，其他設(shè)備仍采用離線鎖具加電腦鑰匙的閉鎖方案。在就地

10、設(shè)備處安裝離線式的智能鎖具，它具有位置信號采集功能，紅外通訊功能，平時不供電。僅當(dāng)電腦鑰匙插入其插槽，驗證鎖碼后為其供電才能工作。該智能鎖具可以將采集到的實時位置信號，通過紅外線發(fā)給電腦鑰匙，由電腦鑰匙判斷該操作是否已成功完成，電腦鑰匙通過無線通訊方式將采集到的實時位置信號送給防誤主機(jī)。 下面是共創(chuàng)公司的混合在線式五防系統(tǒng)模式示意圖。,在線式防誤閉鎖系統(tǒng)不僅能實時地監(jiān)測鎖具的狀態(tài)，而且能實時監(jiān)測被閉鎖設(shè)備的狀態(tài)（如：手動刀閘、臨時接地線、網(wǎng)門等）。這些設(shè)備的每一次狀態(tài)變化，都能實時地傳回監(jiān)控中心的五防圖形系統(tǒng)，使圖形系統(tǒng)在每一次模擬預(yù)演前，都能準(zhǔn)確地獲得鎖具和設(shè)備的實際狀態(tài)，從而保證了模擬狀態(tài)

11、和設(shè)備的實際狀態(tài)相一致，這就大大提高的操作的安全性。,一、五防閉鎖邏輯制定原則 閉鎖邏輯必須滿足且僅需滿足“五防”的要求。 二、通用閉鎖邏輯的要求 1. 斷路器通用閉鎖邏輯:無條件分合閘。 2. 隔離開關(guān)通用閉鎖邏輯: 2.1 對于雙母線類接線，只有母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)合上時才允許倒母線。 2.2 除倒母線外，斷路器間隔內(nèi)的隔離開關(guān)應(yīng)在斷路器分閘后才能分合閘。 2.3 合隔離開關(guān)時，隔離開關(guān)兩側(cè)接地開關(guān)應(yīng)分開、接地線應(yīng)拆除，包括經(jīng)斷路器、主變、接地變/站變、電纜等連接的接地開關(guān)及接地線。 2.4 旁路斷路器間隔的旁路隔離開關(guān)，必須旁路斷路器分開，旁路母線接地開關(guān)分開的狀態(tài)下才能合閘。 2

12、.5 非旁路斷路器間隔的旁路隔離開關(guān)，必須在旁路斷路器分開、旁路母線上所有接地開關(guān)分開、所在間隔線路側(cè)接地開關(guān)（主變各側(cè)接地開關(guān)）在分開的狀態(tài)下才能合閘。 2.6 母線接地開關(guān)合上或母線接上接地線后，母線上的各隔離開關(guān)、小車均不能合上。 2.7 小車的位置規(guī)則與隔離開關(guān)規(guī)則一致。,變電站五防邏輯介紹,3. 接地開關(guān)（接地線）通用閉鎖邏輯: 3.1 接地開關(guān)無條件分閘。 3.2 主變中性點(diǎn)接地開關(guān)無條件分合閘。 3.3 合接地開關(guān)或接接地線時，與接地開關(guān)直接相連或經(jīng)斷路器、主變、接地變/站變、電纜等連接的隔離開關(guān)必須在分閘位置、小車必須在試驗位置。 3.4 母線上的所有隔離開關(guān)、小車?yán)_后，才能合上母線接地開關(guān)或在母線上接接地線。 3.5 線路如果有帶電閉鎖裝置或閉鎖接點(diǎn)，則合線路接地開關(guān)或接接地線時，除與接地開關(guān)直接相連或經(jīng)斷路器連接的隔離開關(guān)必須在分閘位置、小車必須在試驗位置，還必須判斷所在的線路不帶電。 3.6 接地線的分合規(guī)