摘要：防误装置是防止工作人员发生电气误操作的有效技术措施，是发电厂自动化系统的一部分。防误装置要真正起到防误作用，在完成选型之后，要害在于闭锁流程的编制、运行人员的正确使用、运行规程及其他治理规定的制订。本文通过对新安江水电厂防误装置设计、五防功能的具体实现方法、实际使用情况等方面的分析探讨，指出目前存在的问题，并提出了改进建议。要害词：防误装置；五防功能的实现、使用与治理；技术及治理措施完善改进建议1概述新安江水电厂共有9台水轮发电机，总装机容量为810MW。3机1变扩大单元接线，220KV主接线为双母线带旁路开关接线，共有六回出线。国家电网公司《防止电气误操作装置治理规定》中指出，防误装置是防止工作人员发生电气误操作的有效技术措施。规定还指出对新建或更新改造的电气设备，防误装置必须同步设计、同步施工、同步投运。为贯彻原两部关于防止电气误操作规定，一九九三年一月新安江水力发电厂与珠海晋电自动化设备公司研制开发DNBS-Ⅲ改进型微机防误闭锁装置，对标准装置进行了非凡设计和改造，使其满足新电厂的需要，装置于一九九五年十一月投入试运行。一年后装置进行了改进，主要内容是显示器由代码改为汉显、自动转手动程序改进、增加刀闸检修时的开机构箱锁操作。2000年结合电厂增容改造和监控系统的安装，将改造后的设备陆续接入H9000监控系统，为利于五防装置与监控系统的通讯，微机防误闭锁装置也更换为DNBS-Ⅳ型，设备的防误闭锁功能依靠五防装置与监控系统共同实现。至2004年底增容改造结束，除厂配变系统及部分10KV系统外的电气设备均接入五防装置（监控系统均已接入）。因原有五防系统存在盲区，且DNBSⅣ型微机防误闭锁装置因软件版本问题不能适应多画面需要，于2005年装置更新为UT-2000Ⅳ型微机防误闭锁装置，结合装置更新和全厂设备的更新改造，对五防点、五防程序、五防机械编码锁进行了重新设置、修订、更新，下面就新电厂五防系统的防误原理及使用情况分几部分叙述如下。2防误系统设计及使用基本情况2.1防误系统设计的基本要求防误系统设计的基本要求是使电气设备具有有效的防误功能，即防止误分、误合开关，防止带负荷拉、合隔离刀闸、防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）、防止带接地线（接地刀闸）合开关（隔离刀闸）、防止误入带电间隔，简称“五防”功能。2.2五防功能实现的基本原理简述新安江电厂的五防功能是靠UT-2000Ⅳ型微机五防装置和H9000监控系统共同实现的。其基本原理是在五防工控主机内预先储存了所有一次设备的操作规则即五防程序，在监控系统上位机内输入了远方电动设备的操作流程。对有辅助接点的设备如断路器、隔离开关、接地闸刀等，其辅接点均接入监控系统就地控制单元LCU，LCU再将信号传至监控系统上位机，由上位机显示设备的实际状态，并由上位机将信号传送至五防工控主机。而对无辅助接点的设备（称五防虚拟点）如接地线、网门、爬梯、临时跨线等，五防工控主机采用前次操作记忆法判别其位置状态，并将其传送至监控系统。五防与监控之间的相互通讯，保证了一次设备及虚拟点状态在两地的一致性。远方电动设备直接在监控系统上操作，如条件满足则流程通过，操作命令发出，反之则提示出错环节名称。手动设备（接地线、网门、爬梯、接地闸刀、电动设备转手动、检修时打开隔离开关机构门）采用机械编码锁闭锁，操作前先在五防工控主机上预演开票，通过后再将操作票传给电脑钥匙，用电脑钥匙顺序打开机械编码锁，操作完成后将电脑钥匙中的操作票回传给五防工控机。2.3五防功能实现的具体方法2.3.1防止误分、误合开关原DNBS-Ⅲ型微机防误闭锁装置中，远方电动设备（开关、闸刀）必须先在模拟屏上进行预演，相应的开关闭锁控制器开放后该设备才能进行实际操作。改为UT-2000Ⅳ型后取消了远方电动设备预演步骤，即直接在监控系统工作站上操作。开关操作流程根据各设备不同的操作方式一般可分为“同期合闸”、“假并车”、“充电合闸”（发电机开关无充电合闸流程）、“母联代主变开关充电合闸”、“对主变零升合闸”（仅发电机开关有）、“检修合闸”、“正常分闸”、“检修分闸”。操作时用鼠标点击该开关的图标、在操作项目提示框选择操作项目、对操作执行提示框确认无误后点击“执行”键。各流程设计主要是根据各种运行方式的特点来编写的，其在防误方面的主要特点以02号主变、新杭2231线路为例简述如下（见主接线图）。•同期合闸：此方式是为主变开关同期并列而设置的。02号主变正母闸刀或副母闸刀在合闸位置作为启动同期的条件，因为闸刀在合闸状态是作为设备热备用的标志。•假并车：此方式为检验同期装置的正确性而设置的。要求02号主变的正母、副母闸刀均在拉开。•充电合闸：此方式是为主变开关从220KV母线高压侧对主变空载充电而设置的。除了02号主变正刀或副刀在合闸外，主变低压侧的三台发电机开关及厂变、配变高压开关在拉开也作为充电合闸的条件，即4、5、6号机开关、02号厂变高压开关、02号配变高压开关。为可靠起见，还串入了主变低压侧无压判别条件。•母联代主变开关充电合闸：此方式是为当母联开关代主变开关运行时对主变的充电合闸而设置。此方式下，因为正母线作为被代主变高压引线，副母线作为运行母线，即母线运行方式是副母单母运行，所以，02号主变正刀及母联正副刀在合位，而其他各元件的正刀及02号主变副刀均在分位。其他条件与本开关充电合闸相同。•对主变零升合闸：此方式是为发电机对主变零起升压而设置的。要求主变开关、同单元非零升机组开关及厂配变高压开关均在拉开，零升机组在热备用状态，即发电机闸刀在合闸、机端保护压变闸刀在合闸。•检修合闸：此方式是指开关检修时的模拟合分闸，条件是开关两侧闸刀接地状态（为简化条件，部分线路开关的检修合闸条件已改为冷备用即可）。•正常分闸：此方式是为开关正常情况下的分闸而设置的。条件是主变中性点闸刀在合闸。2.3.2防止带负荷拉、合隔离刀闸闸刀操作可分为远方操作、LCU操作、就地操作（包括就地电动、就地手动）三种方式。下面分别叙述：①远方操作：远方操作是在监控系统上进行的，其操作流程根据设备不同的运行方式分为“正常合闸”、“正常分闸”、“母联代主变合闸”、“母联代主变分闸”“检修合闸”、“检修分闸”。操作方法与开关相似，其在防误方面的主要特点以02号主变为例间述如下。•02号主变正母闸刀正常合闸：此方式是为主变本开关运行时，正刀正常方式下的合闸操作而设置的，包括主变开关冷备用及主变开关运行两种倒闸操作。要求正母线1、2号地刀在拉开、正母压变闸刀在合上（即指正母压变爬梯关、正母压变闸刀爬梯关、正母线避雷器爬梯关、正母压变地刀拉开及地线拆除、母联正、副母侧地刀拉开、母联副母闸刀及正母线上各元件闸刀在分闸等条件已满足）、开关外侧1、2号地刀拉开、流变内侧地线拆除、主变高压侧A、B、C三相地刀拉开、主变高低压侧地线及02号母线地线拆除、低压侧避雷器门关闭、正副刀及流变爬梯关、4、5、6号机闸刀网门关、02号厂配变高压闸刀网门关、02号母线压变网门关、主变开关冷备用即主变开关及副刀分闸（或主变热倒排状态即母联开关及母联正副刀在合闸，并且母联开关在非自动）、母联开关不在代主变开关状态。上述可见，闸刀合闸时的条件不仅加入了本开关和闸刀的有关闭锁条件，且加入了高压母线、主变低压侧、发电机侧、厂配变侧等闭锁条件，从闭锁条件方面保证了防止误合闸刀的可能性。•02号主变正母闸刀（副母闸刀）正常分闸：此方式是为闸刀正常情况下的分闸而设置的，包括主变开关冷备用及主变开关运行两种倒闸操作。主变开关冷备用即主变开关及副刀（正刀）分闸（或主变热倒排状态即母联开关及母联正副刀在合闸，并且母联开关在非自动）、母联开关不在代主变开关状态。•母联代02号主变开关时正刀合闸：此方式是为母联开关代02号主变开关时正刀合闸而设置的，此时母联开关作为被代02号主变开关，主变开关及流变在检修，流变内侧及开关外侧断引，主变高压侧至正母线跨接线接上，正母线为被代主变高压引线，副母线为运行母线。所以流程中的闭锁条件中，母联开关在拉开，被代02号主变副刀分闸，其他各正刀在分闸，除主变流变内侧地线及爬梯不作为闭锁条件外，其他条件同正母闸刀正常合闸。•母联代02号主变开关时正刀分闸：此方式是为母联开关代02号主变开关时正刀分闸而设置。闭锁条件是母联开关在分闸、被代02号主变副刀在分闸、母联开关在代该主变开关位置。•02号主变正刀检修合闸：此方式是为闸刀检修状态下的合闸而设置的，闭锁条件是02号主变开关在拉开（母联代主变开关时是母联开关在拉开）、正母线1号或2号接地闸刀在合上。因为正刀操作回路一次接线中必须拉开内侧地刀，故内侧地刀在合闸不能作为检修合分的条件。•02号主变正刀检修分闸：此方式是为闸刀检修状态下的分闸而设置的，闭锁条件同检修合闸。②LCU操作：当远方操作不成时，可在就地控制单元LCU盘上操作，进入操作需凭密码。此方式与远方操作的不同点在于，远方操作流程中的闭锁流程不起作用，仅靠设备本身操作回路闭锁。③就地操作（包括就地电动、电动手动）：当远方操作不成时，可打开闸刀机构箱门就地电动或用摇杆手动操作。操作机构箱正常情况下用五防机械编码锁锁住，开锁前首先在五防装置上预演，通过后再输入电脑钥匙到现场开锁。下面以打开220KV新杭2231线正母闸刀操作机构箱的闭锁条件为例说明：闭锁条件是220KV正母线1、2号地刀在拉开，开关内侧1、2号地刀、外侧地刀在拉开，开关内外侧地线拆除，正刀、副刀、CT爬梯在关闭，母联开关不在代主变位置（或母联在代主变位置且被代主变正刀在拉开），220正母压变闸刀在合上，本线开关、副母及线路闸刀在拉开（或母联开关、母联正副刀、2231副刀在合闸）。在正刀检修需打开机构箱时，条件是开关内侧1号地刀（副刀侧）及220KV正母线1号（或2号）地刀在合上。2.3.3防止带电挂（合）接地线（接地刀闸）目前新电厂的接地闸刀均为手动操作，其操作机构箱（内有摇杆）及摇杆操作孔均用五防机械编码锁锁住。接地线箱也用机械编码锁锁住。开锁前首先在五防装置上预演，通过后再输入电脑钥匙到现场开锁。下面以合02号主变高压侧接地闸刀（或悬挂02号主变高压侧接地线）的闭锁条件为例说明：合地刀（挂地线）前02号主变必须在冷备用状态，即4、5、6号机闸刀在拉开、02号厂变、02号配变高压闸刀在拉开、02号主变正、副母闸刀在拉开、02号母线压变闸刀在拉开。上述闸刀的分闸状态由监控系统传至五防装置。2.3.4防止带接地线（接地刀闸）合开关（隔离刀闸）由于合开关操作流程中加入了闸刀在合闸的条件，而合闸刀的操作流程中又加入了该闸刀所有电气连接部分的地刀、地线在拆除及各网门在关闭的条件，由此达到防止带接地线（接地刀闸）合开关（隔离刀闸）的目的。具体流程参见3、（1）、（2）所述。2.3.5防止误入带电间隔新电厂带电间隔主要是指发电机开关室门、消弧线圈室网门、机组压变网门、发电机闸刀网门、母线压变网门、厂配变高压闸刀网门、厂配变网门、主变低压侧避雷器网门、主变流变爬梯、主变正副母闸刀爬梯、线路正副母闸刀爬梯、线路流变爬梯、线路压变及阻波器网门等。打开上述带电间隔五防锁的条件一般是判定相应设备的开关、闸刀在拉开位置，或将相应设备无电压作为闭锁条件之一，或将相应设备电气连接部分的地刀在合闸位置作为闭锁条件之一。例一：02号主变流变爬梯打开的闭锁条件为：4、5、6号机闸刀在拉开、02号厂变、02号配变高压闸刀在拉开、02号主变正、副母闸刀在拉开、02号母线压变闸刀在拉开。例二：新杭2231线路接地闸刀合闸的闭锁条件为：线路闸刀在拉开、旁路闸刀在拉开、线路上无电压。例三：新杭2231线路压变网门打开的闭锁条件为线路接地闸刀在合闸位置。新电厂除10KV系统之外的五防闭锁是监控与五防装置共同实现的，地刀、网门、爬梯等均有五防锁锁住，也即如上所述的方法。由于10KV系统的开关为柜式抽屉结构，故其五防功能基本是由开关柜本身实现的。具体来说，10KV开关本体具有工作位、试验位两个位置，在工作位开关摇入柜体，相当于闸刀合上；在试验位开关摇出柜体，相当于闸刀断开。开关在工作位合闸状态时由于机械闭锁无法摇出，避免了带负荷断合开关与柜体的动静触头。开关在工作位时，线路地刀由于机械闭锁无法合上；开关在试验位但出线侧有电压时，由于出线门受电压感应器闭锁而使电磁锁无法打开，所以线路地刀亦由于机械闭锁无法合上，即只有开关在试验位并且出线无电压时，线路地刀才能合上。反之，当开关恢复运行时，亦必须按照拉开线路地刀、关闭出线门、摇入开关至工作位、合上开关的步骤操作，否则均被机械闭锁。2.4五防装置的治理与使用情况防误装置是防止发生电气误操作的有效技术措施，但仅有技术措施是不够的，还必须会正确地使用，并制订相应的治理规定。新电厂对防误装置的治理主要体现在以下方面：2.4.1制定五防装置运行规程按照国家电网公司《防止电气误操作装置治理规定》的规定，防误装置的治理必须纳入厂站的现场规程，新电厂在五防装置投入运行的同时，制订了现场五防装置运行规程，规程包括装置说明、运行操作方法、运行注重事项、解锁钥匙（即万能钥匙）的使用规定等内容，是防误装置运行治理的主要依据。由于电力系统中经常发生擅自解除防误装置造成误操作事故，所以对解锁钥匙（万能钥匙）的使用规定尤其重视，规定使用前必须请示分管总工程师同意，然后拆开专用信封取出解锁钥匙，使用后作好记录，解锁钥匙重新装入信封并编号。2.4.2五防装置的培训主要对运行及维护人员进行原理、性能、结构、操作、维护等方面的培训。2.4.3五防装置的维护主要体现在以下方面，一是对运行操作中碰到的缺陷及时进行处理，二是对运行操作中碰到的与实际运行方式不符的情况，及时进行操作程序的修改，三是对生锈、卡涉、损坏的机械编码锁和电脑钥匙进行检修和更换，机械编码锁由过去的铝质改为现在的锌合金，电脑钥匙也换为新型号的。除了五防装置的治理的治理外，还加强防止电气误操作的安全治理，如加强安全生产的领导、加强安全责任制、加强运行操作治理即“六要、八步骤”。3关于完善防误系统及加强防误系统治理的建议新电厂的防误装置自九五年投运至今，从DNBS-Ⅲ型逐步改为DNBS-Ⅳ型（现在的UT-2000Ⅳ）与H9000监控系统相结合，装置除正常维修及缺陷处理之外一直处于投运状态，装置的使用率较高而故障率较低。使用解锁钥匙操作的情况主要是户外机械编码锁锈死、电脑故障、程序出错等原因。装置整体运行和使用情况总体良好，但使用中仍发现一些问题及需要改进的地方，以下从几个方面分析。3.1关于完善防误装置技术措施方面的建议3.1.103号母线接地闸刀宜改为分相加锁：由于此地刀无加锁机构，故一直以来是靠03号母线地刀及压变柜外加的网门来闭锁的，使得闭锁条件变得复杂。分相加锁后不仅程序简单，且由于取消了原来的网门闭锁点，使得巡回检查方便。只要加装分相上锁机构即可。3.1.210KV各线路电缆门电磁锁回路改进：该回路现只靠出线电压感应器闭锁，应增加本线开关试验位（即小车摇出）闭锁，同理母线电缆门电磁锁回路，应增加该母线压变试验位闭锁。3.1.3尽可能取消临时地线：对设备检修时需要装设地线的地方，均应该设置五防地线点，以避免临时地线误挂、误拆。3.1.4合发电机地刀和开开关室门闭锁条件有矛盾：合发电机开关内外侧地刀前需验明开关两侧无电，但验电时需打开开关室门，而开门的条件是两侧地刀合上。所以开门的条件应修改为：发电机闸刀拉开与2号压变闸刀拉开（与合地刀条件相同）。因开关室小而开关大，所以验电时验电器操作空间受限制，建议开关两侧装电压感应器。3.1.5监控系统的操作提示框的尺寸应扩大：对一些较长的操作流程，现有提示框显示不下，当操作拒动时对原因的查找分析不方便，故应扩大框的尺寸。由于技术原因该问题需要操作系统升级才能解决。3.1.6220KV线路侧无压判据应自动：220KV线路侧无压判据作为合线路地刀、开线路压变网门（挂线路地线）及操作流程中的线路无压判定的条件之一，所以该点应直接反映线路压变二次电压值，现用人工设置的方法既不慎重也轻易出错。3.1.7某些五防虚拟点改为实时点：五防虚拟点包括网门、爬梯、接地线、临时跨线、各实点和虚点的“无五防操作”判据等。虚拟指的是其无辅接点反映实际状态，虚拟点可分两类，第一类如网门、爬梯、接地线、临时跨线，其状态采用前次操作记忆法或由人工设置，第二类如各实点和虚点的无五防操作判据，它由五防装置在操作票传至电脑钥匙时自动改变并送至监控系统，监控系统相应点状态变由合或分变为“五防在操作”。从多年的使用经验看，第一类虚拟点由于其开、关状态非实时而存在随意设置的现象，这使得虚拟点状态与实际位置有时不相符，给安全生产带来隐患，如改为实时点则返回屏与实际状态的一致性程度将得到较大的提高。当然如何做好网门、爬梯、接地线、临时跨线的实时点是另一个有待研究的课题。3.1.8增设五防解锁屏：现监控系统设有五防总解锁键钮，通过它解除流程中的虚拟点。使用中发现即使五防总解锁后流程还是执行不了，原因是总解锁并不解除流程中的“五防在操作”。建议做一个解锁屏，各个设备可以开关、闸刀为单位分别解锁，或分别以机组、主变、线路、母线为单位解锁，再设一个全厂五防总解锁，但不宜仅设一个全厂五防总解锁。3.1.9机械编码锁改进：五防装置在使用过程中，由于各种原因有时会擅自解锁，包括随意按五防总解锁键钮、用螺丝刀等工具撬开机械编码锁等。假如能改进机械编码锁的结构，使其用一般工具撬不开，则可从技术上增加随意解锁的难度。3.1.10220KV开关检修合、分闭锁条件改进：对于开关检修状态合闸的条件，早期改造的设备必须两侧接地（地刀或地线），当开关在冷备用则无法操作，宜取消接地条件，使得开关只要冷备用及可以进行检修合。3.1.11220KV闸刀检修合、分闭锁条件改进：对于闸刀检修状态合闸的条件，早期改造的设备必须两侧接地（正、副刀为开关内侧及母线侧，线刀为开关外侧及线路侧），后来正、副刀检修合条件改为开关内侧1、2号地刀拉开、开关内侧地线在挂上、母线侧接地（线刀检修合条件改为开关外侧地刀及线路地刀拉开、线路地线挂上）。实际使用中为合闸刀而去挂地线不太现实，故宜取消闸刀靠开关侧的地线条件，但仍保留母线地刀、线路地线条件。3.1.12对五防闭锁逻辑程序及监控操作流程进行一次梳理：由于早期改造时有些问题考虑不够全面或不符实际情况，后期改造的设备已改进，但早期的仍未改进，所以应对五防闭锁逻辑程序及监控操作流程进行一次梳理，结合设备停役进行相应流程的异动，使各设备的流程统一原则，以便于把握和治理。3.2关于完善防误装置治理措施方面的建议：五防装置要用得好，技术措施固然很重要，但治理措施也同样重要，有时起决定性作用，新电厂对五防装置的治理主要体现在五防装置运行规程的制订（包括解锁钥匙的使用规定）和执行、缺陷治理制度的制订和执行。同时，运行人员按照运行规程所规定的方法进行操作，即电动设备在监控系统上操作，手动设备在五防装置上开票，再用电脑钥匙到现场开锁操作，如确需用万能钥匙解锁时则按规定程序办理。另一方面对发现的缺陷检修人员能及时处理。但在使用过程中也存在一些问题，应引起重视并加以解决。下面是对五防装置治理方面的建议。3.2.1加强五防装置运行规程的学习、培训：五防装置投运后是否能真正起到防误作用，要害在于运行人员的正确使用。往往出现由于操作方法不熟练而使操作出现卡涉，有时甚至误认为装置故障而使用万能钥匙或五防总解锁，所以加强运行人员对防误装置原理、五防运行规程的学习和培训。3.2.2加强违规考核力度：对不按规定使用五防装置的行为，比如随意手动设置、随意五防总解锁、随意电脑钥匙不回传且未设置、随意对实时点手动设置且未恢复、虚拟点的机械编码锁未按规定开关、碰到的现象及处理过程不做好具体记录甚至不作记录等现象要加强考核力度，只有这样才能有效制止有章不循、有令不行的行为。3.2.3制订五防装置（监控）调试模拟及维护治理规程：五防装置（包括监控系统）尚未制订调试模拟及维护规程，应及时修订这样的规定，以便对装置的维护日期和内容，以及对五防闭锁程序和监控操作流程的调试步骤和内容作出相应的规定。3.2.4成立防误工作小组：按照《华东电网防止电气误操作安全治理规定》（试行）中的规定，“网、省（市）电力公司、供电公司（局）、调度机构、发电厂（公司）应成立防止电气误操作工作小组（简称防误工作小组），由主管生产的行政副职或总工程师任组长，运行、调度、生技、安监、检修等部门有关人员参加，并设立专责（职）人员。防误工作应制度化、实效化。工作小组应定期分析防误工作中的存在的问题、提出防误治理工作的目标和计划，检查、督促、考核防误工作的落实情况”。所以新电厂应成立相应的小组并设专责人员，以加强这方面的领导和日常治理。综上所述，新安江水电厂的防误装置从装置正常投运率、五防功能的实现方法、运行人员使用情况、五防装置的治理等方面来看都是比较正常的，但问题也是客观存在的，必须引起重视并采取措施及时纠正，以便消除隐患，使防误装置成为误操作的一道不可逾越的屏障，为新安江电厂及华东电网的安全生产作出更大的贡献。以上难免有纰漏，错误之处恳请指正。