机械防误闭锁装置在蓄能电站的应用

2017-01-17李甲骏赵一炜戴维义

水电站机电技术 2016年12期

关键词：刀闸误操作微机

李甲骏，卢彬，赵一炜，钱力，戴维义

（1.河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄 050300；2.天津龙源风力发电有限公司，天津 300000）

机械防误闭锁装置在蓄能电站的应用

李甲骏1，卢彬1，赵一炜1，钱力1，戴维义2

（1.河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北石家庄 050300；2.天津龙源风力发电有限公司，天津 300000）

介绍张河湾抽水蓄能电站机械防误闭锁装置的设计、使用情况，与电站微机防误闭锁装置进行横向比较，分析两者存在的优势与问题，对蓄能电站防误闭锁装置分析并提出建议。

蓄能电站；机械防误闭锁装置；微机防误闭锁装置

1 概述

河北张河湾抽水蓄能电站位于太行山深处井陉县境内，电站装机总容量为1 000 MW，安装4台250 MW的单级混流可逆式机组，以一回500 kV线路接入河北南部电网。按照《国家电网公司防止电气误操作安全管理规定》等要求，电站原先配置了一套微机防误闭锁装置，主要针对15.75 kV系统部分刀闸、10 kV系统各刀闸和地刀等设备以及电站配备的临时用接地线进行了防误管理，为完善电站防误闭锁系统功能，电站新配备了一套以机械锁进行物理逻辑闭锁为原理的机械防误闭锁装置。

2 目的

通过配备机械防误闭锁装置，将电站主变高压侧刀闸和地刀、15.75 kV系统各刀闸和地刀纳入防误闭锁系统进行管理，与纳入微机防误闭锁装置管理的接地线和10 kV系统地刀互为补充，形成一套完善的防误闭锁系统。

3 机械防误闭锁装置介绍

3.1 机械防误闭锁原理

机械防误闭锁装置，是一种强制性的闭锁装置，采用机械联锁方式控制各个操作程序，强制运行人员按照预先设定好、合格的安全操作顺序，对电气设备进行正确的操作，从而避免了误操作事故的发生，充分满足“五防”要求。

机械防误闭锁装置，一般是通过各种类型的五防机械锁搭配组合而成，各五防锁之间通过状态的变化，来改变被其所控制的五防锁的操作条件，从而实现相互闭锁。

操作时，需要将各五防锁的钥匙进行替换，实现刀闸、地刀操作方式的切换、操作的允许或闭锁。

3.2 装置设计

（1）结合电站电气设备的主接线图，参照电气操作“五防”要求、电网调度令以及电站运行标准操作票，设计出满足该电站安全操作顺序的闭锁逻辑。

（2）为完善电站微机防误闭锁装置功能，要求将微机防误闭锁装置未覆盖的15.75 kV系统各地刀等设备纳入管理。

3.3 使用说明

（1）以1号机组发电机由备用转检修（电气部分）为例：

1）由运维负责人下达操作许可令后，操作人员领取中控室初始钥匙（1a），把钥匙插入换相刀闸801-1钥匙交换盒（1b）操作 801-1后置换出801-1GDS01钥匙（2a）。

2）把801-1GDS01钥匙插入拖动刀闸GDS01钥匙交换盒（2b）操作GDS后置换出GDS01MDS01钥匙（3a）。

3）把GDS01MDS01钥匙插入被拖动刀闸MDS01钥匙交换盒（3b）操作MDS后置换出MDS01NPDS01钥匙（4a）。

4）拉开1号励磁变低压侧开关ECB01并摇至隔离位置后拔出ECB01A钥匙（5a）。

5）把钥匙（4a）、（5a）同时插入中性点刀闸NPDS01钥匙交换盒（4b）、（5b）处操作NPDS01后换出开关机组侧地刀801-1FD钥匙（6a），插入到机组侧地刀钥匙交换盒（6b）处解锁地刀，地刀操作完毕后，置换出1号机风洞门801-FDM钥匙（7a），插入到1号风洞门锁（7b）处进行解锁操作。

（2）以1号主变由冷备用转检修为例：

1）由运维负责人下达操作许可令后，操作人员领取中控室初始钥匙（1 A），把钥匙插入1号主变高压侧5001-5刀闸钥匙交换盒（1B）置换出5001-5 A刀闸钥匙（2A）。

2）领取中控室初始钥匙（1a），把钥匙插入换相刀闸801-1钥匙交换盒（1b）操作801-1后置换出801-1A钥匙（3A）。

3）拉开SFC1号输入开关ICB01并拉至隔离位置拔出ICB01钥匙（4A）。

4）拉开1号励磁变低压侧开关ECB01并摇至隔离位置拔出ECB01B钥匙（5A）。

5）拉开1号厂变开关SCB01并摇至隔离位置拔出SCB01钥匙（6A）。

图1 机械闭锁配置图

6）把钥匙（2A）、（3A）、（4A）、（5A）、（6A）同时插入1号主变钥匙交换盒（2B）、（3B）、（4B）、（5B）、（6B）交换出1号主变低压侧地刀801-1BD钥匙（7A）、1号主变高压侧地刀5001-517钥匙（8A）给地刀解锁，合地刀后操作完毕。

4 微机防误闭锁装置介绍

电站另配置了一套微机防误闭锁装置，主要由微机防误操作系统、操作票专家系统、接地线管理器、电脑钥匙、智能闭锁锁具等设备组成，并在需要闭锁的设备、地线上安装经微机防误操作系统编码的电编码锁。在日常操作时，通过预先编辑好各设备的操作逻辑来判断待操作设备是否满足闭锁条件，操作人员根据“五防”要求和现场实际情况开票，经过模拟预演无误，即可将操作内容传输到电脑钥匙中，在对应设备电编码锁处进行解锁操作，操作完成后利用电脑钥匙将操作情况回传到防误操作系统上来更新设备状态。

该装置具备以下功能：

（1）配置全厂电气设备模拟图实现设备状态在线监测、在线模拟操作和操作完成回传设备状态；

（2）图形操作票、手工开票、典型票调用和预存票调用等多种开票方式；

（3）内置“五防”逻辑判断功能可对所开操作票进行“五防”逻辑判断；

（4）联合地线管理器将全厂临时接地线纳入防误闭锁管理。

5 对比分析

5.1 微机防误闭锁装置

优点：覆盖面广；可操作性强；电编码锁可以通过修改内码来改变其用途。

缺点：微机防误操作系统长时间运行后会出现发卡、死机等现象；模拟屏上设备状态需要随时更新保持与实际设备状态一致；使用环境有要求，电编码锁不能受潮、碰撞，易损坏，防护要求高；电脑钥匙易发生馈电、接触不良等现象，导致操作中断现象发生；如需紧急解锁、闭锁操作时，则需要使用万能钥匙来实现，反而增大了误操作的风险性。

5.2 机械防误闭锁装置

优点：可靠性高；逻辑性更清楚明白，便于操作人员理解；机械锁质量高、不易损坏，维护量小。

缺点：安装条件有要求，外置的机械锁需要一定空间和可接入性，使用范围受限；逻辑性要求高，一旦配置机械防误闭锁装置，操作顺序就固定了，不能随意改变；锁芯需要定期维护，保证对应的钥匙能可靠开锁；机械锁一旦使用就不能随意更改其用途，对备件要求高；如需紧急解锁、闭锁操作时，则需要使用万能钥匙来实现，反而增大了误操作的风险性。

5.3 结论

（1）在安全性方面，机械防误装置和微机防误装置均能满足电站安全需要，并相互形成互补。

（2）在使用范围方面，微机防误装置受限小，使用率高；

（3）在使用功能方面，微机防误装置配置功能多，实用性强；

（4）在日常维护方面，机械防误装置基本属于免维护，微机防误装置需要投入较多维护精力；

（5）在使用寿命方面，机械防误装置不易损坏、使用期限长；

（6）在备件储备上，微机防误装置仅需配备一定量的通用型的电编码锁，机械防误装置则需要根据实际情况配置不同类别的机械锁，但微机防误装置还要考虑防误主机、各级通信设备、分系统管理机等的使用寿命和更新换代情况。