變電站的電氣誤操作可能造成大面積停電、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。為了有效防止電氣誤操作引發(fā)的人身和重大設(shè)備事故,按照電網(wǎng)公司《防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定》,明確凡有可能引起事故的一次電氣設(shè)備,均應(yīng)裝設(shè)防誤裝置。
防誤裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下功能:(“五防”功能)防止誤分、誤合斷路器;防止帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān);防止帶電掛(合)接地線(xiàn)(接地隔離開(kāi)關(guān));防止帶接地線(xiàn)(接地隔離開(kāi)關(guān))合斷路器(隔離開(kāi)關(guān));防止誤入帶電間隔。變電站防誤閉鎖裝置按動(dòng)作原理可分為機(jī)械、電氣、微機(jī)三大類(lèi)。按《防止電氣誤操作裝置管理規(guī)定》中給出的解釋?zhuān)冸娬痉勒`裝置包括了微機(jī)防誤、電氣閉鎖、電磁閉鎖、機(jī)械聯(lián)鎖、機(jī)械程序鎖、機(jī)械鎖、帶電顯示裝置等。
一、機(jī)械防誤裝置機(jī)械閉鎖裝置是利用電氣設(shè)備的機(jī)械聯(lián)動(dòng)部件對(duì)相應(yīng)電氣設(shè)備操作構(gòu)成的閉鎖。機(jī)械閉鎖是在高壓開(kāi)關(guān)柜或戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)的操作部位之間用互相制約和聯(lián)動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)來(lái)達(dá)到先后動(dòng)作的閉鎖要求,如下圖1、圖2為西門(mén)子PR1(2)隔離開(kāi)關(guān)機(jī)械閉鎖裝置圖。機(jī)械閉鎖在操作過(guò)程中無(wú)需使用鑰匙等輔助操作,可以實(shí)現(xiàn)隨操作順序的正確進(jìn)行,自動(dòng)地步步解鎖。在發(fā)生誤操作時(shí),可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閉鎖,阻止誤操作的進(jìn)行。機(jī)械閉鎖可以實(shí)現(xiàn)正向和反向的閉鎖要求,加之閉鎖直觀(guān),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)行和檢修人員的廣泛歡迎。
然而機(jī)械閉鎖裝置一般用于單一電氣設(shè)備間隔內(nèi)部的防誤閉鎖,在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部及戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)等的機(jī)械動(dòng)作相關(guān)部位之間應(yīng)用,比如在隔離開(kāi)關(guān)(手車(chē))與接地隔離開(kāi)關(guān)之間;接地隔離開(kāi)關(guān)(接地線(xiàn))與柜門(mén)之間;同間隔隔離開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)(手車(chē))之間等電氣設(shè)備之間的閉鎖應(yīng)具備機(jī)械聯(lián)鎖功能,對(duì)兩開(kāi)關(guān)柜之間或開(kāi)關(guān)柜與柜外電氣設(shè)備之間及戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)與斷路器(其他隔離開(kāi)關(guān))之間的閉鎖要求則鞭長(zhǎng)莫及。所以在開(kāi)關(guān)柜及戶(hù)外隔離開(kāi)關(guān)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。二、電磁閉鎖裝置
電磁鎖是一種安裝在手動(dòng)操作設(shè)備、柜門(mén)(網(wǎng)門(mén))等部位的“五防”閉鎖裝置。閉鎖電源通過(guò)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地閘刀的輔助觸點(diǎn)以及帶電顯示器的觸點(diǎn)接入電磁鎖線(xiàn)圈,利用這些輔助觸點(diǎn)的通斷接通或斷開(kāi)需閉鎖的隔離開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)柜門(mén)等電磁鎖電源,利用電磁鎖線(xiàn)圈的勵(lì)磁和失磁而實(shí)現(xiàn)設(shè)備操作的“五防”閉鎖功能。
電磁鎖的工作原理如圖3所示。在無(wú)拉、合操作時(shí),用電磁鎖鎖住操作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分,即鎖芯1在彈簧2壓力的作用下,鎖入操作機(jī)構(gòu)的小孔內(nèi),使操作手柄Ⅲ不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)QS時(shí),先跳開(kāi)斷路器QF,使其輔助動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合,給插座3加上直流操作電源,然后將電鑰匙的插頭4插入插座3內(nèi),線(xiàn)圈5中就有電流流過(guò),使電磁鐵6被磁化吸出鎖芯1,鎖就打開(kāi)了,此時(shí)利用操作手柄Ⅲ,即可拉斷隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)后,取下電鑰匙插頭4,使線(xiàn)圈5斷電,釋放鎖芯1。鎖芯1在彈簧2壓力的作用下,又鎖入操作機(jī)構(gòu)小孔內(nèi),鎖住操作手柄。
電磁閉鎖裝置的優(yōu)點(diǎn)是操作方便,操作中沒(méi)有輔助開(kāi)解鎖動(dòng)作,是防止誤入帶電間隔的閉鎖環(huán)節(jié)中不可缺少的閉鎖元件。這種閉鎖裝置原理簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)便捷,非同一體的斷路器設(shè)備之間就可實(shí)現(xiàn)閉鎖;它在干燥的環(huán)境運(yùn)行比較可靠。電磁閉鎖裝置的缺點(diǎn)是回路中串聯(lián)了若干輔助觸點(diǎn),當(dāng)其中某一個(gè)輔助切換開(kāi)關(guān)切換不到位或觸點(diǎn)接觸不良,就會(huì)引起整個(gè)回路故障,使正常操作無(wú)法完成,使用中還經(jīng)常受到因電磁鎖受潮銹蝕而導(dǎo)致閉鎖失靈故障的困擾,故維護(hù)成本較高。三、電氣閉鎖裝置電氣閉鎖裝置是一種安裝在電動(dòng)操作設(shè)備上,通過(guò)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地閘刀的輔助觸點(diǎn),柜門(mén)的行程觸點(diǎn),帶電顯示器的觸點(diǎn),接通或斷開(kāi)電氣操作電源而以到“五防”閉鎖目的一種閉鎖裝置。普遍應(yīng)用于電動(dòng)操作隔離開(kāi)關(guān)和接地閘刀等設(shè)備。接入回路中的輔助接點(diǎn)應(yīng)滿(mǎn)足可靠通斷的要求,輔助開(kāi)關(guān)應(yīng)滿(mǎn)足響應(yīng)一次設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換的要求,電氣接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足防止電氣誤操作的要求。下圖5為CJ5型電動(dòng)操作隔離開(kāi)關(guān)的控制回路圖。圖中,QF 表示斷路器輔助觸點(diǎn),QSE 表示接地閘刀聯(lián)鎖觸點(diǎn),SB表示緊急停止按鈕,KR表示熱繼電器,SBC表示合閘按鈕,YC表示合閘控制器線(xiàn)圈,SBT表示分閘按鈕,YT表示分閘控制器線(xiàn)圈,S1、S2表示合、分行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn),M表示電動(dòng)機(jī)。
四、微機(jī)防誤裝置電氣閉鎖、電磁閉鎖和機(jī)械閉鎖頻發(fā)的失靈,往往被迫使倒閘操作中止,有時(shí)不得不請(qǐng)示生產(chǎn)副局長(zhǎng)和總工程師等生產(chǎn)負(fù)責(zé)人強(qiáng)行用“鑰匙”解鎖操作或者將閉鎖裝置拆除。為了防誤閉鎖的困頓局面和生產(chǎn)的需要,一種利用主計(jì)算機(jī)、電腦鑰匙、電氣編碼鎖、機(jī)械編碼鎖等功能元件組成的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)得到應(yīng)用和推廣(如下圖6所示)。微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)是將斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地隔離開(kāi)關(guān)(接地線(xiàn))、開(kāi)關(guān)柜門(mén)的輔助接點(diǎn),通過(guò)微機(jī)編碼鎖具實(shí)現(xiàn)的閉鎖。將斷路器設(shè)備操作程序(規(guī)則)或閉鎖邏輯通過(guò)軟件系統(tǒng)輸入程序鎖具進(jìn)行倒閘操作,在電動(dòng)操作的隔離開(kāi)關(guān)或接地隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱的操作電源回路中加入微機(jī)五防接點(diǎn),防誤功能由微機(jī)五防系統(tǒng)獨(dú)立完成。微機(jī)防誤閉鎖裝置在防誤主機(jī)內(nèi)建立防誤操作閉鎖邏輯數(shù)據(jù)庫(kù),將現(xiàn)場(chǎng)大量二次電氣閉鎖回路變?yōu)橛?jì)算機(jī)中的防誤操作閉鎖規(guī)則,防誤主機(jī)使用這些規(guī)則對(duì)每一次模擬預(yù)演操作進(jìn)行邏輯判斷,正確后生成實(shí)際操作程序,并將操作內(nèi)容輸送到電腦鑰匙中。運(yùn)行人員手持電腦鑰匙到達(dá)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng),按提示打開(kāi)對(duì)應(yīng)的閉鎖鎖具,正確無(wú)誤地對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作。操作結(jié)束后,電腦鑰匙自動(dòng)將倒閘操作信息回傳給防誤主機(jī)存儲(chǔ),并即時(shí)修改主接線(xiàn)中一次設(shè)備狀態(tài),使之與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)際狀態(tài)一致。
變電站微機(jī)防誤系統(tǒng)一般包含以下幾個(gè)組成部分
1、防誤主機(jī)用于運(yùn)行防誤操作系統(tǒng)的主控軟件,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的核心控制功能;防誤主機(jī)可采用高性能工控機(jī)或商用機(jī),可在其上進(jìn)行防誤邏輯約束下的模擬操作預(yù)演;根據(jù)應(yīng)用方案的不同,可配備藍(lán)牙無(wú)線(xiàn)模擬或無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)適配器,與掌上電腦及防誤鑰匙進(jìn)行通訊,完成模擬預(yù)演項(xiàng)目的下載、現(xiàn)場(chǎng)操作信息的回傳等主要防誤工作。防誤主機(jī)負(fù)責(zé)存儲(chǔ)一次系統(tǒng)圖以及閉鎖邏輯關(guān)系,對(duì)模擬過(guò)程進(jìn)行邏輯判斷,形成合乎邏輯要求的操作步驟,通過(guò)傳輸適配器將正確的操作步驟傳輸給電腦鑰匙進(jìn)行操作。通過(guò)RS—232接口與變電站監(jiān)控系統(tǒng)相連,實(shí)現(xiàn)信息共享,并與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。
2、傳輸適配器及防誤鑰匙傳輸適配器是防誤主機(jī)跟電腦鑰匙之間的樞紐,一面負(fù)責(zé)將防誤主機(jī)的正確步驟傳輸給電腦鑰匙,一面負(fù)責(zé)將電腦鑰匙的回傳信息返回給防誤主機(jī),另外還負(fù)責(zé)給電腦鑰匙充電。防誤鑰匙的功能與作用是隨所選擇的應(yīng)用方案而變化的,在基本配置方案中,防誤鑰匙是操作信息的載體,接收并保存防誤主機(jī)下傳的操作項(xiàng)目,記錄現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程;同時(shí)又是現(xiàn)場(chǎng)倒閘操作的控制與執(zhí)行者并在現(xiàn)場(chǎng)操作完成后向防誤主機(jī)回傳現(xiàn)場(chǎng)操作信息;在標(biāo)準(zhǔn)配置方案與增強(qiáng)配置方案中,防誤鑰匙僅起到通訊與執(zhí)行的作用;不論是哪種應(yīng)用方案,均是通過(guò)鑰匙與鎖具的插接互連對(duì)鎖具進(jìn)行開(kāi)、閉鎖操作并采集設(shè)備狀態(tài)及鎖定狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的防誤操作控制。
3、防誤鎖具整個(gè)防誤操作系統(tǒng)的終端執(zhí)行機(jī)構(gòu),固定安裝在變電站一次設(shè)備上,用于完成對(duì)一次設(shè)備的鎖定及設(shè)備狀態(tài)的采集;既能自動(dòng)檢測(cè)一次設(shè)備、地線(xiàn)樁和網(wǎng)門(mén)的分合狀態(tài),又能自動(dòng)檢測(cè)防誤鎖具自身的鎖定狀態(tài);確保了一次設(shè)備的可靠鎖定及設(shè)備狀態(tài)的可靠檢測(cè)。精心選擇的鎖具材料、精益求精的制造工藝、高可靠的測(cè)控設(shè)計(jì),加之的防雨防塵措施,使防誤鎖具經(jīng)久耐用。


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