抽水蓄能电站防误闭锁装置配置研究

抽水蓄能电站防误闭锁装置配置研究

姜福星 徐鑫华 石小庆 袁懋芳 潘海运

浙江仙居抽水蓄能有限公司，浙江 台州 318000

摘要：电气误操作是发电中的一大危险点，它的存在对人的安全、设备安全和电力系统的正常运作构成直接威胁。防误闭锁装置是防止各类误操作事故的重要技术措施，作用巨大。文章在此基础上分析了抽水蓄能电站各类主要电气设备的防误闭锁功能和所用防误闭锁 装置的类型，比较了此类装置的优缺点，最后给出了泵站防故障锁定配置的几点建议，除了设备出厂锁定功能和制造商设计的电气锁定外，还需要添加机械程序锁定。

关键词：防误闭锁；微机防误闭锁；机械程序锁

前言

电气行业要求电压等级在1000 V以上的电气设备应 具有完整的锁定装置，以避免电气故障。防误闭锁装置是一种防止误分、误合断路器，用于防止人员误操作，并锁定和报告设备的操作过程、操作回路和操作位置。具体的故障保护装置通常包括机械锁定装置、电磁锁定装置、电气锁定装置、微型计算机故障保护装置等。这些防误闭锁装置安装在桐柏抽水蓄能电站，具有不同的优先顺序和功能，合作实现了五个防误闭锁功能。

一、防误闭锁装置的分类和特点

1.机械自锁式防误闭锁装置

自 锁锁定装置是最基本的锁定装置。它有一个主要的机械传动部分，通过它可以锁定相应电气设备操作构成的闭锁。如果您正在操控一个元件，则无法操控另一个元件。机械自 锁装置的主要优点是安全性、可靠性和易用性高，在通常的电站装置上，与结构直接相连的电力设备都有机械连锁装置。缺点是只能实现独立复杂结构设备无法实现的一般抗干扰功能。

2.机械程序锁止防误闭锁装置

机械锁止装置的作用是用一把钥匙按正确的顺序打开多个锁。程序锁定防误闭锁锁定装置的优点是灵活性高、结构简单、安装方便。此外，与机械自 锁装置相比，它可用于在结构独立的复杂装置之间进行联锁，而无需二次回路。缺点是在设备结构复杂的情况下，由于方案过多，执行起来比较困难。

3.电气/电磁 连锁式防误闭锁装置

利用隔离开关、断路器、接地刀闸等设备的辅助接点 切断或接通控制电源是电气闭锁防故障装置的主要任务。电气系统中有电磁锁，电气联锁防误锁装置通过控制电磁锁切换隔离开关、断路器、 接地刀闸辅助触点防止误锁。在此过程中，断路器和隔离开关、接地刀闸 的辅助接点必须连接到电磁锁控制电路。

4.微机式防误闭锁锁定装置

微机防误锁装置主要包括主机、计算机密钥和密码锁，主要是软件和硬件都避免了误操作锁定，其优点是可以根据现场情况实现现场密码锁定五防功能，无需使用电气设备辅助触头。它的缺点主要是运行人员为求方便直接使用解锁钥匙操作，容易 导致误操作，影响电气设备的正常操作。此外，还有监控防误闭锁锁定装置和电源显示防误闭锁锁定装置，这是电厂的主要防误闭锁锁定装置。

二、一次电气设备防误闭锁装置配置分析

1.主变压器及GIS设备

抽水蓄能电站一次主接线形式主要有三角形、四角形、内桥等。GIS设备主要包括线路开关、线路开关两侧刀闸、线路侧快速接地刀闸、线路开关两侧接地刀闸、 高压电缆两侧刀闸、主变高压侧刀闸、主变高压侧接地刀闸等。需具备的防误功能：禁止有串联式绝缘开关(断路器)或隔离开关。配置源:制造商在控制回路中设计电气锁定。监控系统运行过程已设计电气锁定逻辑。

2.发电机出口母线及启动母线设备

(1)发电机组出口开关、发电机组出口开关两侧接地开关、换相闸刀、拖动闸刀、被拖动闸刀、电气制动闸刀、中性点闸刀、励磁变低压侧开关、机组出口PT 应具有防误闭锁功能:应避免牵引和带电闭合接地开关，应防止车门闭合断路器和带有接地工具的隔离开关。配置:制造商在控制回路中设计电气锁定。监控系统运行过程已设计电气锁定逻辑。(2)机组出口PT柜门、机组电气制动开关柜门、机组中性点变压器柜门需具备的防误功能：要防止误入带电间隔。配置:加入机械程序式锁或电脑程序式锁。对于ABB发电机组出口母线设备，可使用ABB断路器操作人员的锁定键进行机械锁定。ABB断路器操作人员有三个锁定键，即电动操作键、分支阀位置的三角形锁定键和关闭阀位置的ω锁定键。3把钥匙只可取出其中1把，以分别实现不同闭锁功能。(3)主变低压侧避雷器、励磁换能器、发电机快门、励磁换向器固定固定接地桩、发电机固定接地，所需的防误操作功能:应防止柜门偏离带电间隔；固定接地桩应防止悬挂带电接地线，并防止带 接地线合上断路器和隔离开关。

3.SFC系统设备

SFC输入/输出开关柜应具有防故障操作功能:要防止带负荷进、出手车，避免接地开关负载，要防止带接地线（接地刀闸）合断路器（开关） 。开关配置:出厂预装。SFC开关柜在电缆门进出口处的防故障操作功能:避免意外进入负载间隔。配置:出厂预装。直流反应器网门和直流反应器固定接地桩的防故障运行功能:应防止网门偏离供电范围；固定接地桩要防止带电挂接地线，要防止带接地线合断路器（开关） 。配置:加入机械程式锁或电脑程式锁。发射器栅格和发射器固定接地桩的故障保护功能:应防止栅格偏离载荷范围；固定接地桩要防止带电挂接地线，要防止带接地线合断路器（开关） 。

4.厂用供电系统设备

工厂使用的10kV开关柜应具备防故障操作功能:带负荷进、出手车，防止带电挂（合）接地线（接地开关） ，要防止带接地刀闸合断路器（开关） 。具有防误 接地功能的门式接地刀制造商随附机械程序锁或微机程序锁。10kV厂启闭柜电缆室门防误操作功能:避免在电源区内偏离。用辅助变压器门和辅助变压器固定接地桩所需的防误操作功能:应防止门在电源区内偏离；固定接地桩防止带电挂接地线，要防止带接地线合断路器（开关） 。配置:加入机械程式锁或电脑程式锁。

三、额外安装机械程序锁与微机防误闭锁的比较

1.机械程序锁优缺点分析

优点:可靠性高；逻辑对操作人员来说更清楚、更容易理解；机械锁质量高，不易损坏，维护量低。缺点:安装条件要求，外部机械锁需要一定数量的空间和无障碍环境，且使用受到限制；逻辑较高。机械锁定装置配置完毕后，操作顺序是固定的，不能随意更改。应定期维护锁芯，以确保相应的钥匙能够可靠地解锁；机械锁一旦使用，就不能任意改变用途，对备件要求很高。如果迫切需要解除锁定操作，则需要主密钥，这会增加误操作的可能性。

2.微机防误闭锁优缺点分析

优点:可以模拟。具有反误差逻辑的实时判断函数。每次使用操作密钥时，都会通过无线网络将操作信息实时下载到故障预防中心，以确保故障预防中心的状态与现场的实际情况相符。操作票上的每个故障预防单元操作将根据实时更新设备状态和监控后台系统的实时远程信号测量进行实时判断。如果发现不符合逻辑防故障条件，防故障CPU将发出禁止指令，停止计算机按钮操作，以避免因出现误操作或设备操作位置不正确而导致人身、设备或电网损坏。缺点:密码锁用于机柜门、网门、固定接地桩，不具备反向闭锁功能。如果电气设备门、网门、地线悬挂位置等信号通过网线连接到防误主机，实现反向闭锁功能，施工难度大，投入量大。主机和计算机钥匙为电子产品，故障概率高、维护负担重。

结束语

综上所述，防误闭锁装置是电站日常运行中必不可少的安全防护线。到目前为止，各种锁定装置各有利弊，每个发电厂都必须根据其自身设备的实际情况选择和配置，最大限度地确保安全，以扩大覆盖面，保障设备的稳定运行 。

参考文献：

[1]国家电网公司防止电气误操作安全管理规定[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2]赵峰.桐柏电站防误闭锁装置的应用和现状分析[J].水电站机电技术，2015，38（11）：14-16，24.

[3]刘准，崔敏，张东峰，等.溪洛渡左岸电站AGC设计功能优化[J].水电与抽水蓄能，2019（2）：73-77.