ZF11-252(L)型斷路器控制回路安全隱患分析

李宗宇

(四川超(特)高壓運(yùn)檢公司綿陽(yáng)中心，四川 綿陽(yáng) 621000)

ZF11-252(L)型斷路器在國(guó)內(nèi)使用較多，斷路器的控制采用遠(yuǎn)方和就地控制。根據(jù)廠家提供的資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線(xiàn)，經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析，該型號(hào)的斷路器在控制回路上存在一定的安全隱患。

1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

隨著電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的不斷升高，國(guó)內(nèi)外對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行的要求也不斷提高，對(duì)高電壓等級(jí)設(shè)備的安全控制在不斷完善，但國(guó)內(nèi)早期投運(yùn)的220 kV設(shè)備的控制還存在安全隱患，雖然220 kV系統(tǒng)一般不允許就地進(jìn)行控制［1］，但特殊情況下不可避免地必須進(jìn)行就地操作，而早期的廠家回路設(shè)計(jì)卻不能滿(mǎn)足開(kāi)關(guān)就地控制時(shí)保護(hù)動(dòng)作開(kāi)關(guān)跳閘的要求，留下安全隱患，這些隱患在國(guó)外設(shè)備的控制設(shè)計(jì)上已有好的解決辦法，如ABB的500 kV ERK-3型開(kāi)關(guān)的控制就比較完善［4］，現(xiàn)在投運(yùn)的國(guó)內(nèi)設(shè)備也作了改進(jìn)，但仍不能滿(mǎn)足設(shè)備在各種狀態(tài)下的安全要求。

2 控制回路原理接線(xiàn)圖

控制回路中的“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)SPT1安裝在斷路器就地控制柜內(nèi)，正常運(yùn)行時(shí)置“遠(yuǎn)方”位置。遠(yuǎn)方分、合閘脈沖均來(lái)自斷路器保護(hù)屏。遙控分閘/保護(hù)動(dòng)作跳閘時(shí)，操作箱——跳閘回路26(主分閘回路，見(jiàn)圖 1)——SPT1:15-16—— -K8 接點(diǎn)(低氣壓、低油壓閉鎖)——接通跳閘回路開(kāi)關(guān)分閘;操作箱——跳閘回路 27(副分閘回路，見(jiàn)圖2)——SPT1:19-20——接通跳閘回路開(kāi)關(guān)分閘。

下面就該控制回路存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)方案(本次引用的接線(xiàn)圖為三相聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其他分相機(jī)構(gòu)也存在同樣問(wèn)題)。

3 安全隱患分析

“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)正常時(shí)置于“遠(yuǎn)方”位置，開(kāi)關(guān)在檢修狀態(tài)時(shí)，為了防止開(kāi)關(guān)檢修時(shí)保護(hù)對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行傳動(dòng)，對(duì)開(kāi)關(guān)檢修人員或設(shè)備造成傷害而設(shè)置的“就地”操作方式。雖然正常情況下嚴(yán)禁切“就地”方式［1］，但在進(jìn)行事故處理或某種原因運(yùn)行方式必須立即進(jìn)行調(diào)整等情況，而遠(yuǎn)方操作又失靈時(shí)(監(jiān)控系統(tǒng)故障、測(cè)控故障、監(jiān)控和測(cè)控通訊故障、操作箱故障、遙信回路故障監(jiān)控不能正確判斷設(shè)備狀態(tài)等情況都將不能進(jìn)行遙控)，不得不采取就地操作方式，這時(shí)就會(huì)承擔(dān)很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

圖1 合閘和主分閘回路

圖2 副分閘回路

1)在該接線(xiàn)方式下，當(dāng)“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)SPT1 置“就地”位置時(shí)［3］，SPT1:11-12、15-16、19-20 三對(duì)接點(diǎn)斷開(kāi);SPT1:9-10、13-14、17-18 三對(duì)接點(diǎn)閉合。因斷路器的遠(yuǎn)方操作和保護(hù)動(dòng)作跳、合閘［3］均經(jīng)24、26、27 三個(gè)回路引入操作機(jī)構(gòu)，而此時(shí)該3個(gè)回路均被SPT1:11-12、15-16、19-20三對(duì)接點(diǎn)斷開(kāi)，斷路器不能進(jìn)行遙控操作，保護(hù)動(dòng)作時(shí)斷路器不能跳閘，此時(shí)，若線(xiàn)路故障，保護(hù)正確動(dòng)作，斷路器也不能跳閘，將由失靈保護(hù)切除該斷路器所接母線(xiàn)上的所有開(kāi)關(guān)，必將擴(kuò)大事故范圍，且延長(zhǎng)故障切除時(shí)間，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成破壞，甚至造成設(shè)備損壞;

2)如果正好在線(xiàn)路單相故障跳閘后開(kāi)關(guān)控制由遠(yuǎn)方切至就地，重合閘動(dòng)作后將因SPT11-12斷開(kāi)而造成開(kāi)關(guān)不能合閘，最終由開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)三相不一致保護(hù)動(dòng)作將開(kāi)關(guān)跳閘，降低了運(yùn)行的可靠性。

4 改進(jìn)方案

(1)方案1:將SPT1:19-20接點(diǎn)短接，使第二組跳閘回路不受“遠(yuǎn)方/就地”切換繼電器控制。這時(shí)即使“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)SPT1置“就地”位置，也不影響保護(hù)動(dòng)作后的斷路器分閘。但是，該接線(xiàn)方式下，當(dāng)“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)SPT1置“就地”位置時(shí)，因SPT1:15-16接點(diǎn)斷開(kāi)，所以遠(yuǎn)方跳閘只有一組線(xiàn)圈(被短接的SPT1:19-20)，其分閘可靠性將降低一半;另一方面，按該方式改接時(shí)，“遠(yuǎn)方/就地”切換打在就地后，斷路器仍可進(jìn)行遠(yuǎn)方分閘操作，在開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，可能因保護(hù)傳動(dòng)，對(duì)人員和設(shè)備造成傷害，這也是不允許的。

(2)方案2:將“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造，使切換開(kāi)關(guān)能提供3種狀態(tài)接點(diǎn):遠(yuǎn)方、就地、檢修，其接點(diǎn)SPT1:21-22接入測(cè)控裝置前經(jīng)操作箱引入斷路器操作機(jī)構(gòu)［4］，遠(yuǎn)方跳閘回路觸點(diǎn)SPT1:15-16、SPT1:19-20在“就地”位置時(shí)不斷開(kāi)，只有在檢修方式時(shí)斷開(kāi)。當(dāng)“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)SPT1切至“遠(yuǎn)方”位置時(shí)，SPT1:11-12、SPT1:15-16、SPT1:19-20、SPT1:21-22接通，溝通遠(yuǎn)方操作回路，而 SPT1:9-10、SPT1:13-14、SPT1:17-18 斷開(kāi)，切斷就地操作回路;當(dāng)“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)SPT1切至“就地”位置時(shí)，SPT1:9-10、SPT1:11-12、SPT1:13-14、SPT1:15-16、SPT1:17-18、SPT1:19-20接通，斷路器可以就地操作，保護(hù)動(dòng)作也可以跳閘，SPT1:21-22斷開(kāi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)經(jīng)測(cè)控操作回路，開(kāi)關(guān)不能在后臺(tái)或測(cè)控裝置進(jìn)行操作;當(dāng)“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān) SPT1置“檢修”位置時(shí)，SPT1:9-10、SPT1:11-12、SPT1:13-14、SPT1:15-16、SPT1:17-18、SPT1:19-20 斷開(kāi)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)方操作回路和保護(hù)動(dòng)作跳閘回路，SPT1:9-10、SPT:13-14、SPT:17-18接通，開(kāi)關(guān)只能在控制柜進(jìn)行就地分/合閘操作。

該方案優(yōu)點(diǎn):按照改進(jìn)后的接線(xiàn)方案，既滿(mǎn)足了就地操作時(shí)保護(hù)正確動(dòng)作跳閘的要求，又保證了在檢修狀態(tài)下，對(duì)人員、設(shè)備安全的保障。

表1 PST1遠(yuǎn)方/就地/檢修切換開(kāi)關(guān)

圖3 操作箱改前部分接線(xiàn)圖

圖4 操作箱改后部分接線(xiàn)圖

5 當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備一般改進(jìn)方案

現(xiàn)投運(yùn)的設(shè)備控制回路一般都進(jìn)行了改進(jìn)，如500 kV富樂(lè)變電站2011年投運(yùn)的220 kV間隔，500 kV色爾古變電站2012年投運(yùn)的220 kV間隔都是將遠(yuǎn)方/就地接點(diǎn)引入操作箱，避免了在就地操作方式下保護(hù)動(dòng)作不能切除故障的隱患，但這些改進(jìn)都不徹底，沒(méi)有對(duì)遠(yuǎn)方/就地切換開(kāi)關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，只是將 SPT1:11-12、15-16、19-20 短接，另引一對(duì)接點(diǎn)到操作箱，滿(mǎn)足了就地操作方式下保護(hù)動(dòng)作切除故障的要求，但在就地操作方式下保護(hù)也能對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行傳動(dòng)，對(duì)檢修狀態(tài)下的人身、設(shè)備安全沒(méi)有保障。

6 運(yùn)行注意事項(xiàng)

在回路改造前，非事故處理等極端情況，任何人不得將切換開(kāi)關(guān)切至“就地”位置，切換開(kāi)關(guān)的切換納入防誤裝置管理。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)充分了解斷路器“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)的接線(xiàn)，各種狀態(tài)對(duì)運(yùn)行的影響，并結(jié)合設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行正確切換才能保證安全運(yùn)行。

［1］四川省電力公司，四川電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)程［S］.

［2］四川省電力公司，四川電力系統(tǒng)電氣設(shè)備操作規(guī)程［S］.

［3］河南平高，220 kV ZF11-252(L)GIS開(kāi)關(guān)控制回路［R］.

［4］ABB公司，500 kV ELK-3GIS開(kāi)關(guān)控制回路［R］.