隔離開(kāi)關(guān)的操作閉鎖回路失效原因及改進(jìn)

陳建偉

【摘 要】變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，在變電站的調(diào)試過(guò)程中，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效的現(xiàn)象，影響變電站的正常運(yùn)行。本文結(jié)合工程實(shí)例，介紹了變電站線路主接線及隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖邏輯，對(duì)隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效原因及處理進(jìn)行了分析，并提出一些改進(jìn)的措施。供類(lèi)似研究參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】隔離開(kāi)關(guān)；電氣閉鎖；失效；改進(jìn)

變電站是電力系統(tǒng)的核心和樞紐，目前已深入到城市核心區(qū)域提供供電服務(wù)，成為滿足城市居民用電需求的供電樞紐站。隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路是電氣防誤操作最為重要，也是最為有效的手段之一，隨著電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，電網(wǎng)安全、操作人員人身安全還是設(shè)備安全等方面均對(duì)隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖提出了更高的要求。但在變電站的調(diào)試過(guò)程中，隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路時(shí)常出現(xiàn)失效的現(xiàn)象，不僅影響變電站的正常運(yùn)行，造成設(shè)備損壞和大面積停電事故，嚴(yán)重情況下還可能出現(xiàn)人身傷亡等重大事故。因此，有必要對(duì)隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效原因及處理進(jìn)行分析，改進(jìn)隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路，最大限度避免隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效現(xiàn)象的出現(xiàn)，保證變電站的正常運(yùn)行。

1.變電站線路主接線及隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖邏輯

某變電站220kV母線采用雙母線結(jié)構(gòu)，線路斷路器為分相斷路器，分別經(jīng)QS1、QS2隔離開(kāi)關(guān)（也稱主刀）接至IM和ⅡM，經(jīng)QS3隔離開(kāi)關(guān)接至線路，如圖1所示。為滿足檢修需要，線路主接線中還安裝了接地用的QS01、QS032和QS031隔離開(kāi)關(guān)（也稱地刀）。主刀和地刀均為電動(dòng)隔離開(kāi)關(guān)，主刀具有現(xiàn)地/遠(yuǎn)方電動(dòng)操作功能，地刀僅有現(xiàn)地電動(dòng)操作功能。

圖1 線路主接線圖

隔離開(kāi)關(guān)的電氣閉鎖回路如圖2所示，方框內(nèi)為相應(yīng)隔離開(kāi)關(guān)分合閘控制的內(nèi)部電路。隔離開(kāi)關(guān)統(tǒng)一采用站用電A相作為控制電源，經(jīng)內(nèi)部電路及外部的電氣閉鎖接點(diǎn)后接至電源的N端。

GBM小母線串接母聯(lián)斷路器及其兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)常開(kāi)輔助接點(diǎn)后接至電源的N端，當(dāng)母線合母運(yùn)行時(shí)，GBM小母線接通N端，此時(shí)只要QS1或QS2有一把處于合位，即可對(duì)另一把主刀進(jìn)行分合閘操作。當(dāng)母線分母運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)操作QS1（或QS2）分合閘的條件為：①三相斷路器均處于分位；②斷路器兩側(cè)的地刀QS01、QS032處于分位；③另一把主刀QS2（或QS1）處于分位。電動(dòng)操作QS3分合閘的條件為：①三相斷路器均處于分位；②三把地刀均處于分位。

圖2 隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路圖

2.隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效現(xiàn)象

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試隔離開(kāi)關(guān)的電氣閉鎖邏輯時(shí)，調(diào)試人員按圖2所示的閉鎖邏輯，對(duì)每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)均逐一進(jìn)行了試驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何問(wèn)題。無(wú)意中，當(dāng)斷路器仍處合位的情況下，兩位調(diào)試人員同時(shí)按下QS1和QS3的合閘按鈕，結(jié)果QS1和QS3同時(shí)合閘；同時(shí)按下QS1和QS3的分閘按鈕，結(jié)果QS1和QS3同時(shí)分閘；單獨(dú)按下QS1或QS3的分合閘按鈕時(shí)，相應(yīng)隔離開(kāi)關(guān)均不動(dòng)作。

上述情況說(shuō)明，隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路在特定情況下存在失效現(xiàn)象，給變電站的安全運(yùn)行留下隱患，必須及時(shí)處理。

3.隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效原因及處理

根據(jù)圖2，調(diào)試人員首先確認(rèn)斷路器處于合位狀態(tài)下，882-N之間的回路處于斷開(kāi)狀態(tài)；各地刀均處于分位，電氣閉鎖所用的地刀輔助接點(diǎn)均為接通狀態(tài)；QS2處于分位，其用于閉鎖的輔助接點(diǎn)也處于接通狀態(tài)，此時(shí)只要斷路器處于分位，882-N之間的回路處于接通狀態(tài)，QS1和QS3均可以進(jìn)行電動(dòng)操作。但現(xiàn)場(chǎng)斷路器處于合位狀態(tài)，同時(shí)按下QS1和QS3的合閘按鈕時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)合閘，說(shuō)明QS1、QS3間已構(gòu)成電流通路。

由于QS1和QS3的位置相距較遠(yuǎn)，無(wú)法測(cè)量QS1和QS3所接的2個(gè)電源間的電壓值，但分析認(rèn)為應(yīng)是其中一個(gè)開(kāi)關(guān)的控制電源接至了另一相電源，使得2個(gè)開(kāi)關(guān)控制電源端間存在380V的電壓，當(dāng)QS1和QS3同時(shí)按下合閘按鈕時(shí)構(gòu)成了前述的電流串聯(lián)通路。每個(gè)開(kāi)關(guān)控制回路電壓為190V，達(dá)到了接觸器的動(dòng)作電壓值，因而2個(gè)開(kāi)關(guān)同時(shí)動(dòng)作，導(dǎo)致斷路器輔助接點(diǎn)的閉鎖功能失效。在實(shí)際運(yùn)行中，如真出現(xiàn)同時(shí)按下2個(gè)開(kāi)關(guān)的分合閘按鈕，就會(huì)出現(xiàn)“帶負(fù)荷分、合隔離開(kāi)關(guān)”的誤操作，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的人身傷亡和設(shè)備損壞事故。

根據(jù)分析結(jié)果，檢查隔離開(kāi)關(guān)的控制接線。圖3為隔離開(kāi)關(guān)的接線端子，13-15端子為開(kāi)關(guān)分合閘操作電動(dòng)機(jī)電源端子，16-17為開(kāi)關(guān)分合閘控制電源端子，2組電源相鄰。按設(shè)計(jì)的端子圖，控制電源的L端（圖2中的A端）直接并至電動(dòng)機(jī)電源的A相，即16端子并接至13端子，如圖4（a）所示；控制電源的N端即為圖2中各方框左端出線，如885、886、889回路，再經(jīng)相關(guān)閉鎖接點(diǎn)后真正接至站用電源的N端。

隔離開(kāi)關(guān)的13、14號(hào)相鄰端子通過(guò)電纜分別接至線路間隔端子箱內(nèi)的站用電源A相和B相，現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，負(fù)責(zé)安裝接線的施工人員錯(cuò)誤地將QS3的控制電源L端并接至電機(jī)電源的B相，即16號(hào)端子并接至了14號(hào)端子，如圖4（b）所示，因而出現(xiàn)前述電氣閉鎖失效的現(xiàn)象。

圖3 隔離開(kāi)關(guān)接線端子圖

圖4 隔離開(kāi)關(guān)電源接線圖

由于13、14號(hào)端子間距很小，施工人員一不留神，很容易將導(dǎo)線接至14號(hào)端子，調(diào)試人員查線時(shí)也難以發(fā)現(xiàn)；此外，按正常的閉鎖邏輯試驗(yàn)，只要不是同時(shí)按下QS1和QS3的分合閘按鈕，電氣閉鎖試驗(yàn)也不會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

根據(jù)檢查結(jié)果，將QS3控制電源L端按圖4（a）的設(shè)計(jì)要求改接至13端子，即A相電源后，故障消除，整個(gè)電氣閉鎖回路動(dòng)作正確，滿足電氣閉鎖要求。

4.隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路改進(jìn)

出現(xiàn)上述電氣閉鎖回路失效的根本原因是施工容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，接線檢查又難以發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)時(shí)一般不會(huì)考慮此特殊情況，因此推斷實(shí)際已投運(yùn)的變電站中，還有存在上述隱患的可能。要想避免或及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述隱患，一方面要加強(qiáng)施工人員的教育與管理，提高施工質(zhì)量，確保按圖施工，避免出現(xiàn)上述施工錯(cuò)誤；另一方面要提醒調(diào)試人員注意上述特殊情況的試驗(yàn)檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正上述錯(cuò)誤，避免隱患存在。但為更好地杜絕上述情況的出現(xiàn)，還要從電氣閉鎖回路設(shè)計(jì)上進(jìn)行以下改進(jìn)：

1）控制電源直接引至線路間隔端子箱。增加交流電源控制電纜的1根芯線，將控制電源的L端直接接至線路間隔端子箱，防止施工人員容易出現(xiàn)上述錯(cuò)誤接線。

2）在線路間隔端子箱設(shè)控制電源專(zhuān)用端子。在線路間隔端子箱中專(zhuān)設(shè)隔離開(kāi)關(guān)控制電源專(zhuān)用端子，各間隔開(kāi)關(guān)的控制電源在此并接，可避免出現(xiàn)前述各開(kāi)關(guān)控制電源不同相的問(wèn)題。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路對(duì)電氣防誤操作具有重要的作用，但在實(shí)際的電站運(yùn)行中，隔離開(kāi)關(guān)電氣閉鎖回路失效現(xiàn)象時(shí)有出現(xiàn)。因此，應(yīng)加強(qiáng)施工人員的教育與管理，提高施工質(zhì)量，改進(jìn)方案，同時(shí)避免錯(cuò)誤施工的出現(xiàn)，這樣才能確保變電站的安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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