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高压开关设备防误闭锁功能改造及维护           
高压开关设备防误闭锁功能改造及维护
作者:佚名 文章来源:不详 点击数: 更新时间:2008-9-24 9:32:13
高压开关设备的误操作事故是一种危害极大的频发性事故,往往造成设备损坏、大面积停电、火灾,甚至导致人身伤亡,并引起电网剧烈波动直至局部网络瓦解,给企业造成巨大的损失。为了防止操作人员误操作断路器、带负荷拉合刀闸、带电挂地线、带地线送电和误入带电间隔(即“五防”)等重大事故的发生,对高压开关设备提出了防误要求。
1 高压开关设备情况
  我厂共有3条6kV受电线路,分别由变电所2台主变供电,负荷等级二级。厂区中心配电站共有45面高压开关设备,其中1954年原民主德国生产的VEB高压开关柜25面,1987~1988年国产的GC-1A-08高压开关柜6面、GC-1A-06高压开关柜5面,1997年后国产的GC5-10(F)高压开关柜9面。以上设备中只有GC5-10(F)户内式金属封闭开关柜带有上述“五防”闭锁功能。由于水泥生产设备使用环境相对恶劣,加之我厂设备老化严重等因素,高压开关设备操作较为频繁,曾经发生过带负荷拉开关、误入带电间隔并错挂地线等重大事故。1999年我们开始对高压开关设备进行“五防”闭锁功能改造。
2 防误闭锁装置的构成及特点
  由于我厂高压开关设备种类较多,结构不统一,而且属于不间断生产性质,停机时间少,采用平常的机械闭锁、电磁闭锁、程序闭锁等方法存在结构复杂、影响设备多、停产时间长、施工难度大、维护困难等缺点。
  为了不影响生产,并且能完成“五防”闭锁功能改造,通过多方了解、比较,我们选用微机防误闭锁系统,其原理结构如图1。
  


  图1 微机防误闭锁系统框图
  

系统的组成及特点:
 1)MFP智能模拟屏
  采用国际流行数控冲压无焊接柜体,分体组合的柜架结构,表面喷塑。盘面采用阻燃性能良好的ABS工程塑料,按25mm×25mm注塑成活面镶嵌式模块(马赛克片)。主结线图形及符号按标准模压成形,字符采用电脑雕刻。所有模拟元件上的信号通过1根控制电缆传送到控制器上,由计算机处理。
  2)计算机
  选用联想同禧300作为主控制机,支持智能控制器对模拟屏数据进行高速巡回监测采集和管理,由打印机完成操作票的打印,并向电脑钥匙发送电子操作票。
  3)MMPS智能控制器
  MMPS控制器中的永久性记忆体中,固化有防误闭锁专家系统,可避免病毒和强电磁场干扰,有很好的可靠性和较长的使用寿命。固化的防误闭锁专家系统是根据电力行业基本的安全技术操作规程结合我厂配电实际情况编制而成的,它具体限定了每一个间隔内的所有刀闸、断路器分合的顺序及操作所必须满足的条件。
  4)Superkey型电脑钥匙
  电脑钥匙的实质是智能化程度高、适应性强、功能强大的单片机,内部同样固化防误闭锁专家系统,可实时记录1次设备当前的运行方式,在特殊情况下(如事故处理时)实现带防误能力的智能解锁功能,并带液晶显示器及智能语音合成器。电脑钥匙上设计有与现场锁具进行信息交流的统一接口,并有1个符合条件时进行解锁的手轮解锁机构。操作时,电脑钥匙对锁具编码进行检测并进行“五防”逻辑判断,确认该项操作是否符合逻辑条件,同时确定是否开放解锁机构。
  5)现场锁具
  电气和机械编码锁,用于实现各类闭锁功能。
3 闭锁措施
  先将全部高压开关设备编码,依据一次系统图制作智能模拟屏,并根据各类不同的高压开关设备采取以下闭锁方式。
  1)在所有高压开关设备的合闸回路中安装FSZT-1A电气锁。对以直流220V为操作电源的开关设备,直接将电气编码锁串接入合闸回路中;对以交流220V为操作电源的开关设备,在合闸回路接入整流模块BR306。
  通过控制器内的防误闭锁专家系统以强制性的手段让操作人员按正确程序操作。
  2)除GC5-10(F)开关柜外,在其它的高压开关设备前后门上均安装固定式机械编码锁。防止误入带电间隔及带电挂地线。
  3)在所有手车推入柜内的轨道上安装FGS-4型编码挂锁,防止带负荷拉闸及带地线送入手车;在GC-1A柜子的手车位置操作手柄(同时起限位作用)处安装FGS-4锁,防止带负荷拉开关。FGS-4型编码挂锁外形与普通挂锁相似,增加了编码机构,采用双对扣式固定防雨帽,使锁具在锁定的同时自然密封;采用独特的“盲孔”设计,将锁定孔封死,使锁内部机构与外界完全隔离。锁体上设计有与电脑钥匙进行信息交流的统一接口。编码挂锁的编码片可以取下,换锁时,只需将编码片取下更换锁体即可。
4 闭锁方式的实现
  1)由于MMPS智能控制器和Superkey型电脑钥匙中固化有防误闭锁专家系统,能实时监控操作人员在模拟屏上进行模拟操作的全过程,并对操作人员的每一项操作做出智能判断。只有当前模拟操作正确时,才允许进行下一步的模拟操作;当模拟操作错误时,系统发出语言警告,提示错误所在,直到正确完成。模拟操作完成后,才能实际操作。
  例如:在进行1号变压器停电作业操作时,防误闭锁专家系统中固化的正确顺序是:先对位,确定要操作的1号变压器编码,再电动停下1号变压器断路器,拉开隔离刀闸,然后才能打开网门,挂接地线(该设备无接地刀闸,如有接地刀闸,应先合接地刀闸,后打开网门)。如果不按程序操作,比如先模拟打开网门或先模拟挂地线或先模拟拉开隔离刀闸,均会被语音提示“顺序错误”或“带电挂地线”或“带负荷拉刀闸”,只有在完全符合防误闭锁专家系统要求时,才能顺利完成模拟操作,有效地防止误操作。
  2)当模拟操作完成后,专家系统会自动生成正确的操作票,并打印出来,同时将电子操作票传送到电脑钥匙。
  3)当操作人员用电脑钥匙现场操作设备时,电脑钥匙将严格按照操作票的项目顺序逐项识码操作。当识码正确时,电脑钥匙将语音提示“条件符合,可以操作”,操作才能进行。当识码不正确时,电脑钥匙将语音提示错误内容,操作不能进行。由于每台高压开关柜的一次设备(电气开关、柜门、网门、接地刀闸等)均安装有编码锁,且编码是唯一的,因此实现了“五防”闭锁功能。
5 维护及使用
  改造前,我厂曾先后发生过带负荷拉手车时弧光短路引起全停电并烧伤操作人员、误入带电间隔带电错挂地线、带地线送电引起全厂停电等重大事故,给企业造成了巨大损失。改造后,消除了事故隐患,没有再发生过类似事故。通过近2年多的使用,我们认为有以下几个方面需要注意:
 1)配电值班人员一定要加强对电力安全操作规程的学习,熟练掌握各种操作技能。
  2)配电值班人员一定要进行“五防”闭锁系统的操作培训,让值班人员对整个系统有一个全面的认识,并熟练掌握操作过程,提高操作速度,缩短操作时间。
 3)电脑钥匙是一种高科技产品,在使用过程中要按要求谨慎操作,防止使用不当而损坏。
  4)除FGS-4型编码挂锁确需更换外,严禁随意拆取其中的编码片,确保系统安全运行。
 5)除了在事故状态下,万能解码钥匙严禁随便使用,确保高压开关设备“五防”闭锁功能的作用有效发挥。

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