站内闭锁电源装置为闭锁回路提供电源，是站内设备电气联锁系统的“能量中枢”，其使用时间较长会导致设备老化、本身装置无冗余等，系统内常发生因闭锁电源装置故障无法进行停复役操作的问题，一旦发生此类问题，需申请专人解除五防闭锁或更换闭锁电源装置，无论是哪种方法，都将影响供电可靠性，且存在一定的风险。因此，如何提高闭锁电源装置的可靠性就成为一个亟待解决的问题。
1、站内防误操作系统及闭锁电源装置概况
站内典型防误操作系统由电气五防、机械五防、电磁五防、带电显示器和解锁钥匙智能管理机组成。其中，电气五防、电磁五防、带电显示器均由闭锁电源装置提供电源。图1为典型电容器组成套柜闭锁原理图，由图可见，BSM为闭锁母线，当闭锁电源装置出现故障时，将导致无法进行倒闸操作的问题。
目前系统内典型站内闭锁电源装置基本安装在交流屏或直流屏柜内，电源来自交流小母线，设置独立空开，经内部整流后，输出110 V直流供闭锁母线上设备使用。现阶段使用的直流闭锁电源装置存在以下问题：
（1）闭锁电源内部整流模块无冗余配置，一旦故障将导致闭锁电源失电，进而导致闭锁回路失电，相关设备无法操作。这将导致若干后果，如抢修消缺无法继续进行，延误送电时间等。
（2）电源仅来自交流屏出线空开，输入电源单一。若进线空开因故跳闸，将导致闭锁电源失电。
（3）闭锁回路故障为零缺陷管理办法中规定的危急缺陷，原则上处理时间不超过24 h，这给相关人员造成很大的运维压力。
2、不间断闭锁电源装置研发
2.1装置改进措施
针对目前直流闭锁电源装置存在的若干问题，研制了一款高可靠性站用不间断闭锁电源装置，该装置采用交直流双路输入，由交流屏的交流电源供给交流输入，直流屏独立馈线供给直流输入，在站用交流电正常情况下，直流输入回路处于备用状态，不消耗直流回路功耗，减少了对直流回路运行安全的影响，在交流电失电情况下自动切换直流供电，确保闭锁回路不间断供电。当交流恢复正常供电以后，装置自动切换至交流输入。
改进设施具备以下特点：交直流双电源输入方案，DC直流不间断输出；多重保护方式，使站内设备高压闭锁回路更可靠；主电路以电流型控制双输出式脉冲宽度调制器为核心；运用单端多晶体管正激变流技术、谐振零电压零电流技术；使用MOSFET作为开关执行元件；具备故障发信功能，可接入站内信号屏柜，在装置输出过压、欠压、短路状态下发信，进一步提高可靠性。
2.2交直流双电源输入方案研究
闭锁电源装置交直流双电源输入方案的施行，除了装置本身技术因素外，还取决于变电站内实际情况能否满足。
图2为变电站内交直流电源典型设计的系统图，图中显示，闭锁电源模块由交流馈线上独立空开供电。研究典型设计发现，直流母线上存在大量备用空开，可供使用，同时空开容量也可满足设计要求。因此，可通过直流母线上备用空开为闭锁电源装置供电，可实现交直流双电源输入。
统计辖区内75座35 kV以上变电站，闭锁电源装置典型安装位置只有两种，一种是安装在交流屏上，另一种是安装在直流屏上。这两种安装方式均能实现加装直流输入的功能，从而实现交直流双输入。图3为变电站内闭锁电源装置典型安装位置。
3、现场试验应用
不间断闭锁电源装置前期调研及软硬件研发结束后，笔者选取了一个10 kV开关站进行试验应用。图4为不间断闭锁电源装置现场试验应用场景，由图可见，装置除了交流输入外，还从直流屏备用空开处引入直流输入，万用表测量闭锁母线电压大小符合运行参数要求。
样机安装好后，进行了模拟故障试验，模拟交流失电或整流模块故障状态下的工作情况，试验应用情况如图5所示。其中图5（a）为正常运行状态，可见交流输入指示灯亮，图5（b）为将交流输入开关手动切除后，用以模拟交流输入故障/闭锁电源装置内部整流模块故障，装置自动切换至直流输入，可见图5（b）中直流输入指示灯亮起。经试验验证，该装置达到设计目标，满足站内运行条件，达到不间断为闭锁母线供电的高可靠性要求。
考虑存量变电站全站带电情况，更换不间断闭锁电源装置所需注意步骤及相关事项如下。
更换步骤：（1）断开闭锁电源装置自身开关；（2）拉开各段闭锁电源装置空气总开关；（3）拉开闭锁电源装置进线开关；（4）进行更换。
更换时注意事项：（1）开展现场勘察，开具正确工作票，履行工作许可制度，进行更换工作时实行工作监护制度等；（2）全站设备带电，工作人员工作时正常活动范围不应小于与带电设备的安全距离；（3）做好安全措施，按照安规要求在更换设备的屏柜对面及两侧设备装设遮栏或红白带；（4）由于更换闭锁电源装置会造成站内闭锁电源短暂失去，因此要考虑避开正常倒闸操作时间。
4、结语
本文通过对目前站内防误操作系统及闭锁电源装置的介绍以及对闭锁电源接线方式的分析，总结出目前变电站内普遍采用的闭锁电源装置存在的问题，进而研制了一种高可靠性不间断闭锁电源装置，可实现交直流双输入，闭锁回路不停电输出，保证了倒闸操作的不间断，降低了停电时户数，提高了供电可靠性。另外，本文还对装置样机进行了现场应用，探寻了推广方式，罗列了装置更换方法及注意事项，对相关人员有一定的参考价值。
防误闭锁装置的比较
1、防误闭锁装置的功能及发展
防误闭锁装置是针对运行人员误操作事故而采取的一种防范措施，通过对其操作回路闭锁或操作机构闭锁的方式，主要实现五防功能:
(1)防止带负荷拉、合隔离开关;
(2)防止带接地线或接地闸刀合闸;
(3)防止人员误入带电间隔;
(4)防止误分、误合断路器;
(5)防止带电挂接地线或合接地闸刀。
随着电力科技的进步及安全要求，防误闭锁装置经历了一个较长的发展历程:
（1）普通挂锁(20世纪50—80年代)；
(2)电磁锁(60一90年代);
(3)电气闭锁(80—90年代);
(4)机械程序锁和微机防误闭锁装置(现代主流闭锁装置)，并且在此基础上发展了一些组合式防误闭锁装置。
2、各种防误闭锁装置的优缺点比较
2.1机械闭锁
机械闭锁是靠开关设备操作机构的机械结构相互制约，从而达到相互联锁的闭锁方式。单一的断路器—闸刀闭锁早期多靠断路器的机械联杆实现与隔离开关的闭锁;断路器回路主隔离刀闸与接地刀闸之间的闭锁。其特点是闭锁可靠，不易发生误操作。如果要实现断路器与断路器之间，或者断路器与其它断路器回路隔离开关的闭锁就非常困难，不能满足当今防误闭锁的要求。若要实现，则需采用电气闭锁或电磁闭锁。
2.2电磁闭锁
电磁闭锁是利用断路器、隔离开关、断路器柜门等的辅助接点，接通或断开需闭锁的隔离开关、开关柜门等电磁锁电源，使其操作机构无法动作，从而实现开关设备之间的相互闭锁。这种闭锁装置原理简单，实现便捷，非同一体的开关设备之间即可实现闭锁;其在干燥的环境中运行比较可靠，在35kV及以下室内设备上使用较为广泛。在其使用过程中，由于辅助转换开关的原因不能正常切换，以及电磁锁不能满足密封要求而受潮锈蚀，使闭锁常常失灵，进而增加了防误装置的不可靠性，因此，对于室外高压开关设备要实现防误闭锁，大多采用电气逻辑闭锁。
2.3电气逻辑闭锁
电气回路逻辑闭锁是利用断路器、隔离开关等设备的辅助接点接入需闭锁的隔离开关或接地刀闸等电动操作回路上，从而实现开关设备之间的相互闭锁。电气闭锁的优点是操作方便，没有辅助动作，其特点是二次回路复杂，安装、维护工作量大。目前，室外高压开关设备大多采用此类闭锁装置，但实际运行情况不太理想，主要存在设备辅助切换开关密封不好、锈蚀和切换不到位等因素。
2.4机械程序锁
机械程序锁是用钥匙随操作程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求。其最大优点是钥匙传递不受距离的限制，故应用范围较广。程序锁在使用中暴露出的问题是:①某些程序锁功能简单，只能在较简单的结线方式下采用;②隔离开关分合闸采用按钮控制电动机正反转，而程序锁对按钮无法进行程序控制;③程序锁也需要众多的程序钥匙，由于安装不规范、生产工艺及材料差等问题，使程序锁易被氧化锈蚀、发生卡涩;（4）倒闸操作中，分、合两个位置的精度无法保证。
2.5微机防误闭锁
微机型防误操作装置是用于高压开关设备防止电气误操作的装置，通常主要由主机、模拟屏、电脑钥匙、机械编码锁和电编码锁等功能元件组成。微机防误闭锁系统是将断路器、隔离开关、接地刀闸（接地线)、开关柜门的辅助接点（或结合一次主接线模拟图板）通过微机编码锁具实现的闭锁。将开关设备操作程序或闭锁逻辑通过软件系统输入程序锁具进行倒闸操作，即在电动操作的刀闸或地刀机构箱的操作电源回路中加入微机五防接点，防误功能由微机五防系统独立完成。但要求微机五防系统要有防“空程（操作过程中漏项)”措施。其特点是具有使用灵活、功能齐全，能满足各种特殊操作的要求，并且还具有语音报警、提示和数字显示功能。但投资和维护量大。
3、总结
综上所述，随着科技的进步和安全的实用性考虑，由于机械闭锁存在不可靠、解锁钥匙难以管理等诸多问题，加之电磁锁在运用中的局限性，电气逻辑闭锁和微机防误闭锁得到了推广和使用，使之成为当今主流的闭锁手段。但是，传统的电气二次防误闭锁装置与微机防误闭锁系统相比较，主要有以下几点区别:
(1)电气二次防误闭锁回路是一种现场电气连锁技术，通过相关设备的辅助接点连接实现闭锁，是电气闭锁最基本的形式，闭锁可靠。但其防误功能随二次接线而定，不易增加和修改，不能实现完全的“五防”功能，而且需要接入大量的二次电缆，接线方式较为复杂，运行维护较为困难。微机防误闭锁系统是通过防误闭锁系统微机软件规则库和现场锁具实现防误闭锁的，一般不直接采用现场设备的辅助接点，接线简。
(2)电气闭锁回路一般只能防止开关、隔离开关和接地刀闸的误操作，而对误入带电间隔、接地线的误挂接拆除得则无能为力，存在安全的真空地带。
（3）微机防误闭锁系统可根据现场实际情况，编写相应的“五防”规则程序，可以实现较为完整的“五防”功能，并杜绝不正常的操作行为发生。但其缺点是在微机防误闭锁系统故障而解除闭锁时，“五防”功能完全失去。
来源： 四川水力发电 机电信息杂志王袤野 朱李超周超杰 黄建勇 孟琦斌
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