五防”机械程序锁在发电厂的应用

时国瑜

(淮沪煤电有限公司田集发电厂，安徽 淮南 232098)

五防”机械程序锁在发电厂的应用

时国瑜

(淮沪煤电有限公司田集发电厂，安徽 淮南 232098)

对某电厂电气系统中存在的系统性“五防”功能缺失问题进行了分析，结合机械程序锁的特点，介绍了不同系统中“五防”闭锁逻辑的设计及机械程序锁配置方案。通过应用“五防”机械程序锁，完善了主变/高厂变、启备变、发电机/励磁变、6 kV厂用母线及低压厂用变压器等不同系统的整体“五防”闭锁功能。

“五防”功能；机械程序锁；闭锁逻辑；电气系统

0 引言

某电厂装设有4×600 MW发电机组，发电机出口均设有GCB(Generator Circuit-Breaker，出口开关)，经主变压器接入500 kV系统。共设2台启动/备用变压器，为机组提供启动、备用电源。每台机组设2段6 kV厂用母线。

1 现场在“五防”功能上存在的问题

开关生产厂家一般会对单个开关设有良好的“五防”闭锁装置，但该电厂电气系统的各设备间未设置完备的“五防”闭锁装置，因此在现场运行操作及检修过程中存在较高风险。该电厂存在问题的回路主要有以下几个。

(1) 主变/高厂变、启备变回路。6 kV厂用母线工作电源进线开关、备用电源进线开关下断口与高厂变、启备变低压侧相连，上断口与6 kV厂用母线相连。电源进线开关不能像负荷开关那样安装接地闸刀(为了防止发生带电合接地闸刀的事故)；其后仓门没有设置任何“防误”闭锁装置。在主变高压侧、启备变高压侧未停电的情况下，打开上述开关的后仓，则可能发生误入带电间隔的事故。

(2) 6 kV厂用母线回路。6 kV厂用母线检修接地现场，采用在6 kV母线压变后上仓装设三相短路接地线的方式，打开后上仓柜门没有任何闭锁装置，存在误入带电间隔的风险。

(3) 发电机、励磁变回路。发电机避雷器仓、中性点压变仓及励磁变柜门与GCB之间亦未设置任何“防误”闭锁装置，运行中打开上述设备柜门，同样存在误入带电间隔的风险。

(4) 低压厂变回路。低压厂变柜门与高低压侧开关之间亦未设置任何“防误”闭锁装置。在同一开关室内装有多台低压厂用变压器，在运行过程中可以任意打开低压厂变柜门，极易发生误入带电间隔的事故。

现场因系统性的“五防”功能缺失，存在运行操作及检修安全风险，而且仅靠工作经验或各项规章制度很难将这些风险完全消除，应通过技术手段解决此类安全隐患。

2 机械程序锁操作程序特点

机械程序锁采用不锈钢制作，能防雨、防潮、防霉、防尘、防腐蚀，可以长期在户外和恶劣环境中使用。钥匙上有钢印编号，容易识别。每个钥匙和锁体上都有钥匙密码，具有唯一性，而且钥匙采用双面插拔，操作灵活、不卡涩。机械程序锁操作程序具有如下几个特点：

图1 “五防”机械程序锁配置

(1) 与操作票规定的操作程序完全一致，很容易被运行人员接受和掌握；

(2) 不存在微机“五防”闭锁装置“走空程”(操作过程中漏项)导致误操作的问题；

(3) 没有繁杂的二次控制回路，采用的是纯机械的程序锁形式，避免了电磁型闭锁因控制电源失电而造成整个系统瘫痪的问题。

3 “五防”机械程序锁现场应用

该厂采用加装机械程序锁，根据不同类型设备，通过钥匙交换盒自由组合操作程序，进而达到系统性“五防”闭锁功能。各系统“五防”机械程序锁配置(以1号机组为例)如图1所示。

3.1 主变/高厂变回路

因主变高压侧接地闸刀、低压侧接地闸刀在NCS，DCS系统及设备本体均设置相应控制逻辑及“五防”机械程序锁，可以确保安全，所以在设计本闭锁装置逻辑时仅考虑工作电源进线压变后下仓柜门闭锁逻辑。主变/高厂变回路钥匙交换盒逻辑配置如图2所示。

图2 主变/高厂变回路逻辑配置

此闭锁逻辑为双向逻辑。主变高压侧接地闸刀、主变低压侧接地闸刀、6 kV A段工作电源进线开关、6 kV B段工作电源进线开关的机械锁钥匙插入交换盒内并锁定，此时授权于钥匙交换盒中的6 kV A段和B段工作电源进线压变后下仓钥匙可以取出，并打开6 kV A段和B段工作电源进线压变后下仓柜门；反之亦然。

其中，主变低压侧接地闸刀装设的单模块电磁锁，控制电源为直流110 V，当主变低压侧接地闸刀合上时，该电磁锁线圈带电，方可锁上锁并取下钥匙。主变/高厂变回路机械程序锁现场安装情况如图3所示。

图3 主变/高厂变回路机械程序锁安装

3.2 启备变回路

启备变回路“五防”机械程序锁配置情况与主变/高厂变回路类似。启备变高压侧接地闸刀及各6 kV母线段备用电源进线开关机械锁钥匙插入交换盒内并锁定，此时授权于钥匙交换盒中的各母线段备用电源进线压变后下仓钥匙可以取出，打开相应柜门；反之亦然。

3.3 发电机/励磁变回路

同样GCB中发电机侧接地闸刀在DCS系统及本体均设置相应控制逻辑及“五防”，可以确保安全。在设计本闭锁装置逻辑时仅考虑发电机中性点、发电机出口避雷器(A，B，C三相)及励磁变(高、低压侧)柜门闭锁逻辑。发电机/励磁变回路钥匙交换盒逻辑配置如图4所示。

图4 发电机/励磁变回路逻辑配置

此闭锁逻辑为双向逻辑。发电机侧接地闸刀采用单模块电磁锁，控制电源为直流110 V，当发电机侧接地闸刀合上时，该电磁锁线圈带电，方可锁上锁并取下钥匙。发电机侧接地闸刀机械锁钥匙插入交换盒内并锁定，此时授权于钥匙交换盒中的发电机出口避雷器柜、发电机中性点柜、励磁变柜门钥匙可以取出，打开相应柜门；反之亦然。

3.4 6 kV厂用母线回路

6 kV厂用母线回路闭锁装置逻辑设计为：工作、备用电源进线开关停电后，方可打开6 kV母线压变后上仓柜门。6 kV厂用母线回路钥匙交换盒逻辑配置如图5所示。

3.5 低压厂变回路

低压厂变回路闭锁装置逻辑设计为：变压器停电后，方可打开变压器高、低压侧柜门。低压厂变钥匙交换盒逻辑配置如图6所示。

图5 6 kV厂用母线回路逻辑配置

图6 低压厂变逻辑配置

4 结束语

通过在现场各系统回路的应用，机械程序锁能够与各设备自身“五防”闭锁功能有效配合，所组成的机械程序锁，解决了复杂接线和运行方式的闭锁要求，实现了系统性的全面“五防”功能，可以杜绝“带接地闸刀送电”的恶性误操作事故及“误入带电间隔”事故的发生。

1 宋占岭，余 斌，王志林．变电站微机五防可靠性分析及改进[J]．电力安全技术，2011，13(8)：39-41.

2 雷春明，范满元．厂用电系统的机械五防闭锁原理及其方法[J]．电力建设，2008，29(6)：76-78.

3 王林森．电气防误操作装置的应用及改进[J]．浙江电力，1994，16(4)：7-9.

2016-11-03。

时国瑜(1978—)，男，工程师，主要从事发电厂电气运行管理工作，email：sgy1111@163.com。