GIS刀閘防誤動閉鎖裝置的分析與改進(jìn)

某水電廠330kV開關(guān)站采用SF6氣體絕緣GIS設(shè)備，斷路器為分相液壓操作 ，隔離開關(guān)、接地刀閘操作機(jī)構(gòu)為三相聯(lián)動電動操作，接地刀閘只能就地操作。GIS具有諸多優(yōu)點，但如果使用不當(dāng)，會造成帶負(fù)荷拉合刀閘等惡性事故。針對GIS的特點，正確設(shè)計和使用防誤閉鎖裝置和防誤操作系統(tǒng)，才能減少誤操作，保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

1、某水電廠GIS刀閘誤動案例

1.1GIS刀閘誤動經(jīng)過

該水電廠330kV GIS開關(guān)站采用雙母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，系統(tǒng)包括三臺水輪發(fā)電機(jī)組和四條出線，其電氣主接線如圖1-1所示：

2010年9月27日11時33分，運(yùn)行人員在進(jìn)行母聯(lián)3321開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用的倒閘操作過程中（當(dāng)時Ⅰ母線已停電，Ⅱ母線帶四條出線及三臺機(jī)組運(yùn)行），首先拉開了33211，隨后在拉開33212的同時，接地刀閘332127誤動合上，在中控上位機(jī)簡報上查得332127接地刀閘僅在33212隔離刀閘拉開后1秒合上。此次誤動雖然沒有釀成事故，但其誤動的發(fā)生和原因值得我們深思和研究。假如當(dāng)時接地刀閘332127先于33212合上，將會引起帶負(fù)荷合接地刀閘的惡性事故，屆時該電廠330開關(guān)站將全站失電且三臺機(jī)組被切，甚至有可能引起開關(guān)站單元爆炸，危及到現(xiàn)場人員的人身安全，后果不堪設(shè)想。

1.2GIS刀閘誤動原因

誤動后，現(xiàn)地電動拉開和手動搖開接地刀閘332127后該刀閘自動合上，經(jīng)繼電保護(hù)人員檢查3321開關(guān)匯控柜單元，發(fā)現(xiàn)控制332127的合閘繼電器接點粘住，使其合閘接點一直處于導(dǎo)通狀態(tài)。并且當(dāng)時332127的自身機(jī)械閉鎖銜鐵未閉鎖到位，332127的刀閘聯(lián)鎖條件已經(jīng)滿足，這就造成了332127誤動作的條件。

1.3此類GIS刀閘誤動整改方案

由于GIS裝置隔離開關(guān)與接地刀閘之間無機(jī)械閉鎖，電氣聯(lián)鎖幾乎承擔(dān)了全部的防誤功能，所以必須采取措施提高輔助開關(guān)、接線端子、分合閘接點的可靠性，才能提高整個控制回路的可靠性。經(jīng)分析研究防止此類GIS組合電器刀閘誤動可通過更改其間隔單元控制回路實現(xiàn)，下面用某一間隔單元改進(jìn)前后的刀閘控制回路示意圖進(jìn)行分析：

該水電廠2010年9.27 GIS組合電器刀閘誤動究其根源在于332127接地刀閘在上一次合閘完成后該刀閘合閘繼電器接點粘住，而該接點的位置沒有監(jiān)視回路，分析研究得出在原有回路的基礎(chǔ)上增加監(jiān)視刀閘分合閘繼電器接點位置回路，將其位置通過上位機(jī)報文或者中控光字信號引入中控室（圖2-2中框內(nèi)部分），可對刀閘分合閘繼電器接點位置回路進(jìn)行監(jiān)視，避免誤動的發(fā)生。

2、GIS設(shè)備防誤閉鎖裝置的配置

在該水電廠GIS設(shè)備的防誤操作技術(shù)措施中，防止誤分、誤合斷路器是靠編制提示性設(shè)備的雙重名稱來實現(xiàn)的，隔離開關(guān)與接地刀閘之間無機(jī)械閉鎖；防止帶負(fù)荷拉合刀開關(guān)、帶電合接地刀閘、帶接地刀閘合隔離開關(guān)是靠隔離開關(guān)與接地刀閘控制回路的電氣聯(lián)鎖以及合理使用機(jī)械鎖、合理投退控制電源及制定合理的操作規(guī)則來實現(xiàn)；隔離開關(guān)、接地刀閘分合是否到位是通過在控制回路中設(shè)置分合到位帶電顯示裝置、分合閘指示牌顯示和機(jī)械連桿指示來實現(xiàn)，GIS的金屬外殼全部接地，不存在帶電間隔，傳統(tǒng)的防止誤入帶電間隔措施就不存在了，下面分別介紹這些閉鎖裝置。

2.1隔離刀閘和接地刀閘的機(jī)械鎖

GIS電器設(shè)備的隔離開關(guān)、接地刀閘都配有可鎖定機(jī)構(gòu)動作的機(jī)械鎖，即掛鎖和卡位銜鐵。操作前將機(jī)械掛鎖解鎖，將閉鎖銜鐵放置至解除位置，這樣，機(jī)械鎖的轉(zhuǎn)軸在隔離開關(guān)、接地刀閘分合操作時可作圓周轉(zhuǎn)動；操作完后將卡位銜鐵調(diào)整至閉鎖位并鎖上機(jī)械掛鎖，將轉(zhuǎn)軸卡??；可用編碼掛鎖或機(jī)械掛鎖鎖住鎖片，用一一對應(yīng)的解鎖鑰匙才能打開，在防止隔離開關(guān)、接地刀閘誤動時用機(jī)械鎖將操作機(jī)構(gòu)鎖定。

2.2GIS設(shè)備的電氣聯(lián)鎖

GIS沒有機(jī)械聯(lián)鎖裝置，它依靠電氣聯(lián)鎖來保證操作的正確可靠和操作者的安全。電氣聯(lián)鎖包括：間隔內(nèi)部斷路器與隔離開關(guān)、接地開關(guān)聯(lián)鎖；隔離開關(guān)與接地開關(guān)的聯(lián)鎖；間隔與間隔之間相關(guān)的斷路器與隔離開關(guān)、隔離開關(guān)與接地開關(guān)的聯(lián)鎖。

GIS以斷路器或電壓互感器為單位分成一個個間隔，各間隔的隔離開關(guān)、接地刀閘的電氣聯(lián)鎖回路集中于間隔的匯控柜內(nèi)，每個匯控柜設(shè)有總閉鎖解除鑰匙旋鈕和“遠(yuǎn)方-就地”切換開關(guān)，控制、信號電源采用220V直流電源，這些回路起到閉鎖誤操作的作用，但光有這些閉鎖關(guān)系有時還是達(dá)不到杜絕誤動和誤操作的根源。

3、結(jié)束語

綜上所述，我們還可以通過提高運(yùn)行操作人員素質(zhì)、制定嚴(yán)格合理的運(yùn)行、操作規(guī)程，合理使用機(jī)械掛鎖、合理投退控制電源、分開取用控制電源，就能有效地防止誤操作。另外，為了避免GIS裝置操作的不唯一性、操作無次序限制、防誤分誤合斷路器無強(qiáng)制性措施等缺點，可以裝設(shè)相應(yīng)監(jiān)視回路及微機(jī)防誤操作系統(tǒng)，使防誤操作系統(tǒng)更加智能化、更加可靠。

參考文獻(xiàn)

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[3]羅學(xué)琛.SF6氣體絕緣全封閉組合電器.中國電力出版社，1999

作者簡介

安全：1974年出生，男，甘肅秦安，本科，工程師，研究方向為水電廠機(jī)電運(yùn)行及運(yùn)維管理。