火力发电厂升压站电气防误闭锁方案探讨

火力发电厂升压站电气防误闭锁方案探讨

(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司湖北武汉430071)

摘要:火电厂升压站是电源送出的源头,升压站高压配电装置的电气防误闭锁关系到电厂人身和设备的安全。本文结合各种电气防误手段的特点,提出三种火电厂升压站配电装置的电气防误闭锁方案,并进行了探讨和对比。

关键词:升压站电气防误闭锁

引言:

火力发电厂在电力系统网络中占有重要的地位,升压站作为电厂与电网连接的纽带,其高压配电装置操作的安全性也有着更高的要求。因此,在火电厂升压站的设计中,需要配置一套完善、可靠的电气防误闭锁系统,以确保人员与设备的安全,杜绝恶性电气误操作事故的发生。

1电气防误闭锁分类

1.1机械防误闭锁

一般通过在开关设备的机械传动部位增加限位机构来实现刀闸的操作闭锁。如升压站中带接地刀的隔离开关,设备厂家在刀闸之间设置机械联锁机构,使得相邻的隔离开关和接地刀闸无法同时合闸,小范围内防止了带电合接地刀闸等误操作。机械闭锁寿命长、性能可靠,但其只能应用于相互临近的刀闸设备,无法完成复杂的逻辑闭锁,故机械闭锁在电厂升压站中往往只作为一种基本的、辅助的防误手段。

1.2电气硬接线闭锁

一般是指采用电缆硬接线的方式,在升压站各开关设备的操控回路中相互串接开关辅助触点,以实现一定的逻辑闭锁。电气闭锁具有逻辑性强、方案成熟等优点,受控设备只有满足所有电气逻辑条件后才能被操作,理论上可以实现全站开关设备的强制性闭锁。但对于主接线复杂的升压站,全站电气硬接线闭锁逻辑相当繁复,需要在各刀闸机构箱之间敷设大量的二次电缆,电气回路设计迂回复杂,不利于施工简化,接线错误后难以查找,并且一旦出现二次回路短路,将会导致闭锁逻辑失效或设备无法正常操作,使得运行维护也较为困难。

1.3微机五防闭锁

微机五防闭锁是将计算机控制系统、网络技术应用于高压设备电气防误操作的系统装置[1]。微机五防系统由硬件和软件两部分组成。硬件层面包含五防主机、电编码锁、机械编码锁、遥控闭锁控制器和继电器、五防电脑钥匙等设备;软件层面,五防主机通过与升压站网控系统进行通信获得设备实时状态,通过五防规则库来实现全站闭锁逻辑。微机五防大大简化了以往现场电气硬接线闭锁接线设计,能够实现全站各个层面完善的防误闭锁。但目前微机五防系统也有一定缺陷,如设备状态采集依赖于与网络监控系统间的通信网络,一旦系统通信故障,闭锁将会失效;再如存在就地操作“走空程”,即设备就地解锁后未操作,系统开放下一步操作权限导致事故的风险。

2升压站五防闭锁系统方案

2.1火电厂升压站设备操作特点

目前,高压配电设备较多的电厂往往设置升压站网络监控系统,监控系统多采用冗余的站控层网络,层级上分为站控层和间隔层。基于这种网络形式,升压站配电装置具有三层操作的特点:1.监控系统操作员站是正常运行时的远方操作点;2.各间隔测控装置操作作为远方操作的备用手段;3.就地机构箱上操作一般作为检修操作手段。根据上述操作方式的特点,以下对三种升压站五防闭锁方案进行对比和分析。

2.2方案一:硬接线与监控系统相结合的防误闭锁方案

如图2.1所示,该方案中在刀闸机构箱回路的正端串入本间隔内刀闸开关的辅助接点,以实现远方和就地的间隔内硬接线闭锁。同时,在站控层操作指令中写入完整的全站操作闭锁逻辑。带有五防闭锁逻辑YHJ、YTJ控制指令和间隔内的电气闭锁回路共同实现远方操作的闭锁;YBJ允许操作接点和间隔内的电气闭锁回路共同实现就地操作的闭锁;接地线柱、开关手力操作回路等则通过加装DS电磁锁,配合YBJ允许操作指令实现闭锁和解锁。

图2.1硬接线与监控系统闭锁相结合的方案

2.3方案二:纯微机五防系统的防误闭锁方案

为了简化硬接线闭锁接线,不少电厂升压站也采用完全基于微机五防系统的防误闭锁方案。该方案的系统构成如图2.2所示:在站控层设置微机五防工作站;在间隔层配置遥控闭锁控制器和一体化遥控闭锁继电器BSJ;在刀闸机构箱上装设机械编码锁JBMS和电编码锁DBMS。站控层操作时,只有当前各刀闸位置满足防误闭锁逻辑时,微机五防工作站才通过遥控闭锁控制器闭合安装于测控柜的BSJ允许操作触点,远方操作回路随即解锁,此时,由站控层发出的控制指令YHJ和YTJ才可以分合刀闸开关;间隔层测控柜操作时,运行人员首先在五防工作站将正确顺序的操作票导入五防电脑钥匙,然后按预定的操作顺序依次在不同刀闸测控装置的BSJ上插入电脑钥匙,使得BSJ导通,若某一步操作顺序错误,则电脑钥匙无法解锁该刀闸所对应的BSJ,即闭锁了YHJ和YTJ指令的误操作;就地操作时,同样也是将操作票导入电脑钥匙,运行人员只有按正确的顺序用电脑钥匙依次解锁JBMS机械编码锁和DBMS电编码锁,才能在就地依次操作各开关设备。

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