五防课件.ppt
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防误装置原理及应用,变电站防误闭锁装置及其应用,湖南长沙周宏宇2014年4月,1、防误装置原理,1.1防误闭锁装置的作用防误闭锁装置是保证倒闸操作正确实施的重要措施之一。
在电力系统中广泛应用防误闭锁装置,对防止电气误操作事故起到了很大作用。
所以,凡有可能引起误操作的高压电气设备,均应装设防误闭锁装置。
典型事例1、湖南省某500kV变电站带电合母线接地刀闸2、1996年至2010年湖南人身伤亡事故及恶性误操作事故汇编,1、防误装置原理,1.2五防概念,防止误分、误合开关,防止带负荷拉、合刀闸或手车触头,防止带电挂接地线(合接地刀闸),防止带地线(接地闸刀)合闸送电,防止误入带电设备间隔,五防,106,106-3,110J0,501,512,-1,-3,110kV母线,10kV母线,进线,106-1,166,166-3,出线,166-1,101-1,防止误分、误合开关,任务:
出线166运行转热备用操作内容:
断开166开关实际操作:
断开106开关误操作类型:
误分断路器后果:
全站停电,106,106-3,110kV母线,进线,106-1,防止带电挂接地线(合接地刀闸),任务:
106-3检修预试操作内容:
合分106-3刀闸实际操作:
合106-1刀闸误操作类型:
误入间隔、带电合接地刀闸后果:
母线停电,106,106-3,110kV母线,进线,106-1,防止带电挂接地线(合接地刀闸),任务:
开关检修操作内容:
开关两侧挂接地线实际操作:
未验电,地线挂到母线侧误操作类型:
带电挂地线后果:
母线停电,106,106-3,110kV母线,进线,106-1,防止带负荷拉、合刀闸或手车触头,任务:
PT检修操作内容:
拉开PT刀闸实际操作:
拉开运行线路母刀误操作类型:
带负荷拉刀闸后果:
母线停电,110PT,“五防”功能除“防止误分、误合断路器”现阶段因技术原因仅采取提示性措施外,其余四防功能都采取强制性防止电气误操作的措施。
在日常倒闸操作中,必须注意两个危险点:
1)误分合断路器:
当前断路器操作仅有提示信息,没有强制措施,因此操作时必须坚持双人双机操作;2)接地线挂错位置:
电压越低,断路器、刀闸体积越小,在进行接地线操作时非常容易挂错位置,譬如混淆电源侧和负荷侧,因此必须坚持接地线就位接地桩头验电接地的顺序,必须坚持双核对。
1.3防误基本规则,合负荷侧刀闸时,应确认电源侧的刀闸已经合好,拉电源侧刀时,应确认负荷侧的刀闸已经断开,1,3,2,等电位允许操作刀闸。
与该刀闸直接相连的开关在断开位置,规则一:
在拉合隔离刀闸时必须保证:
1、防误装置原理,在挂接地线(合接地刀)时,应保证接地点的任何方向都有断开的隔离刀闸。
防误规则,规则二,合刀闸(或开关)时应保证所有与刀闸(或开关)两侧相连的地线和接地刀闸都在断开位置。
规则三,电气设备(断路器、隔离开关、接地开关等)有一个重要特点:
同一设备可在多处操作,即可在远方操作(集控中心)、站控层操作(主控室、测控柜)、间隔层操作(汇控箱、端子箱)、设备层操作(操作机构箱)。
无论设备处在哪一层操作控制,都应具备防误闭锁功能。
五防逻辑表示例,1.4五防分类,设备机械联锁,程序锁闭锁,电气连锁式防误闭锁装置,微机“五防”系统闭锁,1、防误装置原理,1、设备机械联锁设备机械闭锁是最基本的防误闭锁方式,它主要是利用设备的机械传动部位的互锁来实现,靠机械结构制约而达到闭锁目的的一种闭锁装置,即当一元件操作后另一件就不能操作。
(机械闭锁只能在隔离开关与本处的接地开关或者是在断路器与本处的接地开关间实现闭锁),各种防误闭锁方式及其特点,1、机械闭锁,主刀和地刀均在分闸位置,二者互不闭锁。
主刀和地刀均在分闸位置,二者互不闭锁。
主刀和地刀均在分闸位置,二者互不闭锁。
主刀合,闭锁开关侧地刀,主刀闸合上后接地刀闸被机械闭锁,主刀闸合上后被接地刀闸机械闭锁,主刀合闸,带动连杆,闭锁线路侧地刀,特点:
实现闭锁的前提是一体化设备,机械闭锁的优点:
简单可靠、易于实现。
缺点:
只能实现简单的防误功能,对于结构上独立的设备,如户外高压断路器与隔离开关之间就无法使用。
2.程序锁闭锁主要是利用一把钥匙按顺序打开多把锁,或多把钥匙有机组合按顺序打开多把锁这一原理来实现的。
就是各操作设备装设程序锁,利用钥匙随程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求,国内生产的程序锁分为两大类:
即有弹子程序锁和无弹子程序锁。
有弹子锁采用钥匙置换法。
无弹子程序锁又分为2种,一种采用转换角度走步法,一把钥匙走到底;另一种采用钥匙置换法。
程序锁闭锁优点:
比机械连锁灵活,可用于结构独立的设备间的闭锁,而且结构简单,易于安装,不需要二次回路,节约投资,比较经济。
缺点:
1.使用不够方便,经常因调试不当而难以开启,延误操作时间。
2.对于复杂操作,如220kV双母线倒母线、旁路带路操作等、由于程序太多,难以实施。
3、电气连锁式防误闭锁装置电气连锁式防误闭锁装置是利用电磁锁和断路器、隔离开关、接地开关及设备网门等设备的辅助开关来实现的。
每个电磁锁的控制回路中都串入相关断路器、隔离开关、接地开关的辅助开关的触点,以控制电磁锁的打开与否,从而达到防误的目的。
电磁锁,户内(柜门)电磁锁,户外电磁锁,通过相应的辅助接点,接通或断开需闭锁元件的电磁锁电源。
从而达到闭锁目的。
单元接线图,电磁锁接线图,一体化设备,采取机械闭锁,特点:
装置原理简单,实现便捷,非同一体的开关设备之间就可实现闭锁;电磁锁不能满足密封要求而受潮锈蚀,使闭锁常常失灵。
1GD地刀受单元开关及2G刀闸闭锁,二者均断开时回路接通。
3、电气逻辑闭锁,利用相关的辅助接点接入需闭锁的刀闸、地刀等电动操作回路上,从而实现设备之间的相互闭锁。
外部联锁,操作1G刀闸时,要求DL、01G及031G断开。
特点:
二次回路复杂,安装、维护工作量大,对辅助开关的工艺要求高。
实现的基本条件是电动操作的设备机构上(防止带负荷拉、合刀闸;防止带地刀合闸;防止带刀闸合地刀)。
刀闸辅助开关,电气连锁式防误闭锁装置优点:
解决了机械连锁式防误装置所不能实现的结构独立的设备间的闭锁问题。
缺点:
投资大需要很多控制电缆,并需要增加辅助切换开关的触点数目。
接线比较复杂,可靠性差,特别是当一个电磁锁回路中串入的辅助切换开关触点较多时,常会因触点接触不良而影响电磁锁的正常工作,回路中串入的触点越多,可靠性越差。
4、微机闭锁微机防误装置是采用计算机技术,通过微机“五防”系统规则库和现场锁具实现防误目的,适用于户外高压断路器、隔离开关、接地开关、高压开关柜、接地线、网(柜)门等的防误操作。
微机防误装置主要由“五防”主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能原件组成。
4、微机防误闭锁,目前的微机防误闭锁装置主要分为三种类型:
离线式微机防误闭锁装置,在线式微机防误闭锁装置,综合式微机防误闭锁装置,离线式微机防误闭锁装置,由三部分组成,防误主机,电脑钥匙,现场锁具,操作流程,特点:
防误主机不能在线跟踪操作的执行情况,在操作方式切换频繁的情况下,电脑钥匙需要多次回传,操作较烦琐,投资小,可靠性高,结构简单,现场锁具无需敷设电缆,在线式微机防误闭锁装置,分布式网络控制器,现场锁具,由四部分组成,防误主机,监控系统,在线式微机防误闭锁装置,操作流程,特点:
防误主机直接控制锁具的解锁和闭锁操作,具备锁具闭锁状态及设备状态的实时采集功能,实时跟踪操作状态,有效防止操作中走“空程序“的问题,操作过程完全取消电脑钥匙,系统提供操作模式单一,缺乏有效的紧急解锁等应急操作手段,综合式微机防误闭锁装置,由四部分组成,现场锁具,防误主机,电脑钥匙,监控系统,操作流程,特点:
遥控操作时,防误主机通过通讯接口对监控系统执行“软解锁”。
就地操作时,通过电脑钥匙解锁操作,防误主机可通过监控系统在线跟踪操作的执行情况,但无法在线防护操作步骤。
除部分设备采用在线方式闭锁外,其他设备仍采用离线锁具加电脑钥匙的闭锁方案,4、五防系统与监控系统工作框图,发送操作命令,遥控接点闭合,控制回路接通,回传设备状态,模拟预演,逻辑判断,正确,错误,显示正确操作条件,条件满足完成操作,监控系统,操作命令,按步骤执行操作,分布式控制器接受解锁命令,遥控闭锁继电器解锁,遥控闭锁接点预先闭合,下一步骤,与,测控装置接受命令,被控设备操作变位,特点:
遥控闭锁继电器对操作回路实现”硬闭锁”,遥控闭锁继电器与就地操作的电编码锁一体化设计,操作的全过程可在防误主机上完整显示,遥控操作,近控操作,模拟预演,逻辑判断,正确,错误,写票,回传设备状态,显示正确操作条件,监控系统,传输电脑钥匙,现场操作,被控设备操作变位,完成操作,1.5微机防误系统组成及工作原理微机防误装置是采用计算机技术,通过微机“五防”系统规则库和现场锁具实现防误目的,适用于户外高压断路器、隔离开关、接地开关、高压开关柜、接地线、网(柜)门等的防误操作。
微机防误装置主要由“五防”主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁、电气编码锁等功能原件组成。
(一)微型计算机微机是整个防误闭锁系统中的核心,其内部贮存和运行全过程的程序控制。
它的主要作用如下:
1.接收和分析从现场与模拟显示屏(综自系统)传来的信息2.监测模拟操作过程3.传递操作程序指令4.核对操作过程,
(二)模拟操作及显示屏模拟操作及显示屏是用于供操作人员在对实际设备进行实际操作前,进行操作预演和显示有关提示信息的装置。
(三)电脑钥匙电脑钥匙的主要功能是用于辨别被操作设备身份和打开符合规定程序的被操作设备的闭锁装置,以控制操作人员的操作过程。
(四)信息采集及通信装置正如前述有3种结构形式。
它的主要作用是及时、真实地将设备状态传送到微机,作为逻辑分析依据。
(五)电子闭锁装置电子闭锁装置的主要功能就是控制被操作设备操作机构的开放与否,它包括电编码锁具和机械编码锁具两部分。
为了实现程序闭锁,每一个设备的每一个操作控制点均应装配一把有唯一固定编码的锁具。
(六)智能专家系统智能专家系统软件是整个微机防误闭锁系统的灵魄。
各种产品的结构及性能差异较大,但一个最基本的功能是状态判断与逻辑分析。
(七)外围设备外围设备是包括键盘、鼠标、打印机、显示器、音响等附件在内的计算机输入、输出设备。
主要用于系统维护人员进行程序修改、逻辑编制和人机对话等功能。
监控主机,五防操作票系统,串口,RS232,位置信息,微机五防系统,微机五防工作原理
(1),一次设备操作回路,微机五防工作原理
(2),一次设备操作机构,挂锁和状态检测器,临时接地线的闭锁,地线桩,地线头,临时接地线的闭锁实例,防止电气误操作新问题,微机五防电脑钥匙及锁具利用率低随着电力体制改革的不断深化和技术的进步,变电站综合自动化控制应用日益广泛,无人值班、少人值班或集控站等运行模式在电网运行中得到迅速推广,原来以手动操作为主的电动机构设备现已逐渐转为以遥控操作为主。
利用计算机监控对电气设备的遥控操作范围越来越大。
微机五防解决防走空程手段复杂。
微机五防接收操作任务后即为离线状态,不能感知操作过程中设备状态变化,容易引起误操作。
网门、临时接地线状态无法采集实际状态,容易引起误操作。
2、微机五防的巡视维护,微机防误装置的检查维护可分为日常巡视检查和专项检查维护。
日常巡视检查由运维人员在设备巡视中实施,专项检查维护由运维管理部门指定的防误装置技术维护人员组织实施。
专项检查一般是在系统到达一定工作年限后或者出现故障时安排厂家技术人员配合进行。
日常巡回检查由现场运维人员进行,一般包括:
1)设备正常运行时,机械编码锁应在锁定状态,各部件完好,编码锁名称与设备名称相一致;2)装置系统和台式通讯适配器电源正常,无告警,无操作时显示的状态应在未登陆,装置显示设备状态与监控系统显示一致,临时接地线和网门的状态应与实际状态相一致;3)电脑钥匙、充电器完好,钥匙电量充足;4)机械解锁钥匙封存完好,封条无破损,封存日期与使用记录时间一致。
一、巡视维护要求变电站应按照以下要求,加强微机防误装置的日常巡视和维护工作:
1)微机“五防”锁应每月检查一次,并记录,应无受潮、卡涩和锈蚀情况;2)按规定的周期做好微机防误装置一次电气设备的有关信息备份,当信息变更时应及时更新备份,以满足防误装置发生故障时的恢复要求;3)每月定期对微机防误装置进行检查,按要求进行相应的维护工作;4)按规定的周期做好计算机监控系统遥控与联、闭锁功能的检验工作,做好计算机监控系统间隔层测控装置的检验工作。
二、巡视维护内容
(一)微机防误主机维护1.检查显示屏显示正常,设备位置与监控系统保持一致;2.检查五防主机运行正常,USB口处的“禁止使用U盘”的标示清晰、粘贴牢固;3.每半年进行一次五防主机的电源、CPU风扇的除尘工作,进行除尘工作应在断电情况下进行,防止人员触电。
4.对主机和显示屏外壳进行清扫。
(二)微机防误充电座维护1.检查充电座充电灯和通讯灯指示正常,电脑钥匙已充满电;2.对充电座和电脑钥匙进行清扫。
(三)微机防误装置逻辑校验1.微机防误装置的逻辑校验进行每半年进行一次,若新建、改建、扩建工程改动了微机防误装置的逻辑,在改动后也需进行校验;2.校验方法:
(1)从微机防误系统中导出闭锁逻辑,与经运检部防误专责审核批准的闭锁逻辑进行核对;
(2)正逻辑核对,按停送电的正常操作顺序进行模拟预演;(3)反逻辑核对,对其闭锁逻辑中的逐一置反,检查操作是否能够进行。
(四)电脑钥匙功能检测在微机防误主机上对处于热备用状态的电容器或电抗器组转冷备用的操作进行模拟预演,模拟完毕后传送操作票至电脑钥匙,检查电脑钥匙接票正确。
至现场检测是否能打开隔离开关的机构箱挂锁,此时严禁操作实际设备。
最后将操作票回传至防误主机。
(五)锁具维护,编码正确性检查微机“五防”锁具应每半年检查一次并记录,应无受潮、卡涩和锈蚀情况。
使用电脑钥匙的锁码检测功能进行锁具编码正确性的检测。
进入电脑钥匙编码检测菜单,将电脑钥匙插入防误锁具,电脑钥匙显示防误锁具对应的设备编号。
(六)接地螺栓及接地标志维护接地螺栓的设置原则:
1)装有接地刀闸处、电压互感器及避雷器处,电压互感器和避雷器在同一间隔且相邻安装的,可只设一处接地螺栓;2)接地螺栓应焊接良好,无锈蚀、开焊现象;3)接地螺栓处应粘贴倒三角的接地标志,如有缺失及脱落的应及时补贴到位。
微机五防常见异常处理,一、微机防误缺陷处理微机防误的缺陷处理等同于主设备,应及时录入设备缺陷并启动流程并督促尽快处理。
1.微机防误闭锁逻辑错误在日常维护及倒闸操作中发现闭锁逻辑错误时,应报告运维班班长核实后上报运检部防误专责,经防误专责同意后,由运维班班长进行闭锁逻辑修改。
2.防误锁具损坏可分为两种情况:
1)锁具机械部分损坏,芯片完好。
处理方法:
将损坏锁具的芯片和锁牌更换至新锁具即可;2)锁具芯片损坏。
用技术员的账户在微机防误系统中登录,打开采码文件并找到损坏锁具的设备对应的锁码,将其改为新锁的锁码并保存,最后对电脑钥匙进行自学即可。
3.断路器测控屏电编码回路出错一般为接线松动或错误,需进行紧固接线或接线的正确性进行核实并改线。
二、异常处理相关规定1、操作人员在使用装置过程中如发现异常情况并自行消除后,应做好记录并定期向分局专责汇报;如无法消除缺陷应及时通知分局专责进行处理。
2、如发现的防误主机,打印机及电脑钥匙有故障,应立即报告运行部电脑钥匙负责人处理,其它人不得乱动。
如锁头有故障,应立即通知运行分部专责人或安检科,分析原因并及时处理。
3、装置退出运行,经修复正常需重新投入运行,必须得到专责人员的确认方可投入运行。
4、综自站在“五防”系统维护期间应断开“五防”及与后台机直接的通信接口。
三、常见故障1、在后台操作开关时,五防禁止操作没有模拟操作开关步骤电脑钥匙没有放入传送座电脑钥匙有票未进入接收票状态红外传输罩被赃物严重堵住电脑钥匙与传送座接触不良电脑钥匙未按“远方”按钮测控屏上“远方/就地”把手在就地状态断路器本体“远方/就地”把手在就地状态,2、电脑钥匙已经显示:
“编码正确,可以开机械锁”,仍不能打开机械编码锁锁体内部机构卡涩电池电量不足(更换电脑钥匙存在危险点)电脑钥匙故障(更换电脑钥匙存在危险点)3、操作断路器时,电脑钥匙已显示:
“电编码锁解锁可以操作”,仍不能拉合断路器电脑钥匙内部继电器损坏电脑钥匙与电编码锁接触不良,倒闸操作注意:
不要追求速度,情愿慢也不能出错先想后动不懂不动操作前预想遇到异常不着急不慌张,争取得到调度理解,
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