淺談隔離開關(guān)電氣閉鎖回路

【摘要】結(jié)合500kV德宏變電站35kV、220kV和500kV配電裝置二次接線設(shè)計(jì)的具體實(shí)例，對(duì)各類接線方式下隔離開關(guān)電氣閉鎖回路二次設(shè)計(jì)做了分析和論述;總結(jié)了隔離開關(guān)電氣閉鎖回路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】隔離開關(guān);閉鎖;電氣閉鎖回路

隨著現(xiàn)代電氣設(shè)備質(zhì)量和自動(dòng)化水平的不斷提高，隔離開關(guān)的控制回路的設(shè)計(jì)也在發(fā)生了變化。在電力系統(tǒng)中電氣誤操作將會(huì)給電網(wǎng)、設(shè)備和人身安全造成巨大威脅，而在電氣誤操作中又以帶負(fù)荷誤拉、合隔離開關(guān)最為嚴(yán)重。伴隨科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，變電站中隔離開關(guān)防誤閉鎖也從機(jī)械閉鎖、普通電氣閉鎖發(fā)展到微機(jī)閉鎖，以達(dá)到“五防”的目的。本文結(jié)合500kV德宏變電站35kV、220kV和500kV配電裝置二次接線設(shè)計(jì)，討論不同接線方式下隔離開關(guān)電氣閉鎖回路的特點(diǎn)。

1.500kV德宏變電站簡(jiǎn)介

500kV德宏變電站35kV配電裝置為單母線接線方式，隔離開關(guān)主刀可以進(jìn)行遠(yuǎn)方或就地電動(dòng)操作，地刀只能進(jìn)行就地手動(dòng)操作;220kV配電裝置為雙母線單分段接線方式，隔離開關(guān)主刀可以進(jìn)行遠(yuǎn)方或就地電動(dòng)操作，地刀只能進(jìn)行就地手動(dòng)操作;500kV配電裝置為3/2接線方式，隔離開關(guān)主刀和地刀可以進(jìn)行遠(yuǎn)方或就地電動(dòng)操作。站內(nèi)防誤閉鎖系統(tǒng)采用了珠海優(yōu)特UT-2000IV型微機(jī)閉鎖裝置，還配套在隔離開關(guān)設(shè)備上設(shè)計(jì)了機(jī)械閉鎖，控制回路中設(shè)計(jì)了電氣閉鎖（隔離開關(guān)電動(dòng)操作時(shí)用）。機(jī)械閉鎖即是在隔離開關(guān)主刀及地刀的操動(dòng)機(jī)構(gòu)間設(shè)置機(jī)械連桿和相連擋板，以實(shí)現(xiàn)該隔離開關(guān)主刀在合閘位置時(shí)其地刀不能操作或該隔離開關(guān)地刀在合閘位置時(shí)其主刀不能操作的相互閉鎖。它不能實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)主刀與另外的其它隔離開關(guān)地刀之間的相互閉鎖。而微機(jī)防誤閉鎖，主要是通過防誤計(jì)算機(jī)與綜合自動(dòng)化的測(cè)控裝置進(jìn)行通訊，防誤計(jì)算機(jī)通過測(cè)控裝置采集到的斷路器、隔離開關(guān)及接地刀閘的當(dāng)前位置，來判斷要進(jìn)行操作的隔離開關(guān)是否滿足動(dòng)作條件，如果滿足時(shí)則發(fā)送允許命令給測(cè)控裝置，對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行操作，相反則發(fā)送閉鎖命令。

圖1 隔離開關(guān)電氣閉鎖原理圖

2.電氣防誤閉鎖

電氣防誤閉鎖方法也是一種傳統(tǒng)的防誤閉鎖方法，電氣閉鎖即是在隔離開關(guān)的電動(dòng)操作回路中串接相關(guān)的斷路器、隔離開關(guān)及接地刀閘的輔助接點(diǎn)，只有當(dāng)相關(guān)斷路器、隔離開關(guān)及接地刀閘的位置正確無誤后該隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路才能接通，隔離開關(guān)才能進(jìn)行電動(dòng)操作（即能實(shí)現(xiàn)就地和遠(yuǎn)方電動(dòng)操作）其電動(dòng)回路閉鎖原理圖見圖1。 在500kV德宏變電站的500kV線路接地刀閘的電動(dòng)操作回路中不僅串接相關(guān)的隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)，還串接了線路電壓互感器的電壓空開常開接點(diǎn)和電壓繼電器常閉接點(diǎn)，只有當(dāng)相關(guān)隔離開關(guān)三相均已拉開，同時(shí)檢驗(yàn)到線路無壓（即線路電壓互感器的電壓繼電器未帶電）時(shí)，該線路接地刀閘的電氣閉鎖回路才能接通，也才能進(jìn)行電動(dòng)操作。

3.單母線接線方式下的隔離開關(guān)電氣閉鎖回路設(shè)計(jì)

單母線接線中每回接線經(jīng)一臺(tái)斷路器和一臺(tái)隔離開關(guān)接連母線，接線簡(jiǎn)單（見圖2），故電氣閉鎖接線也較為簡(jiǎn)單。閉鎖回路中接入1臺(tái)斷路器和1臺(tái)隔離開關(guān)的常閉輔助接點(diǎn)（見圖3），就實(shí)現(xiàn)了隔離開關(guān)主刀與線路斷路器和地刀的閉鎖。

圖2 35kV單母線接線

圖3 35kV隔離開關(guān)的閉鎖接線

4.雙母線接線方式下的隔離開關(guān)電氣閉鎖回路設(shè)計(jì)

雙母線接線中每回接線經(jīng)一臺(tái)斷路器和兩臺(tái)隔離開關(guān)分別接連于兩段母線，母線之間通過母聯(lián)斷路器連接，這種接線運(yùn)行可靠、靈活性高，但電氣閉鎖接線復(fù)雜。

圖4 220V雙母線一次接線

圖5 母線隔離開關(guān)閉鎖小母線

500kV德宏變電站母聯(lián)及線路隔離開關(guān)一次接線見圖4。母線側(cè)隔離開關(guān)的閉鎖回路，由連母線的接地刀閘的輔助常閉接點(diǎn)串接構(gòu)成NⅠ和NⅡ母線隔離開關(guān)閉鎖小母線（見圖5），以便在各出線隔離開關(guān)主刀電動(dòng)控制回路中，實(shí)現(xiàn)操作閉鎖。母聯(lián)隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路，由母聯(lián)斷路器和母聯(lián)隔離開關(guān)的輔助常閉接點(diǎn)串接構(gòu)成GBM隔離開關(guān)閉鎖小母線（見圖6），以便在各連母線側(cè)隔離開關(guān)主刀電動(dòng)控制回路中，在倒母線操作中實(shí)現(xiàn)等電位操作。

圖6 GBM隔離開關(guān)閉鎖小母線

4.1 母線側(cè)隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路設(shè)計(jì)

例如在母線側(cè)1G隔離開關(guān)的閉鎖控制回路中，接入了線路斷路器A、B、C三相輔助常閉接點(diǎn)、斷路器兩側(cè)接地刀閘輔助常閉接點(diǎn)和2G隔離開關(guān)輔助常閉接點(diǎn)后，又接至NⅠ母線隔離開關(guān)閉鎖小母線（見圖7）。這樣的接線不僅達(dá)到了可靠的電氣閉鎖，又實(shí)現(xiàn)了母線側(cè)隔離開關(guān)是一組連接于母線還是兩組分別連接于兩組母線的判斷。在進(jìn)行倒母線操作時(shí)，母聯(lián)斷路器及隔離開關(guān)均在合閘位置，GBM隔離開關(guān)閉鎖小母線帶電。2G隔離開關(guān)也在合閘位置，則2G隔離開關(guān)輔助常閉接點(diǎn)斷開，經(jīng)線路斷路器輔助常閉接點(diǎn)的閉鎖回路被斷開。同時(shí)2G隔離開關(guān)輔助常開接點(diǎn)閉合，1G隔離開關(guān)控制回路通過GBM隔離開關(guān)閉鎖小母線，經(jīng)2G隔離開關(guān)輔助常開接點(diǎn)接至NⅠ母線隔離開關(guān)閉鎖小母線。1G隔離開關(guān)可以進(jìn)行等電位操作。

圖7 母線側(cè)隔離開關(guān)的閉鎖接線

圖8 線路側(cè)隔離開關(guān)的閉鎖接線

4.2 線路側(cè)隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路設(shè)計(jì)

例如在線路側(cè)3G隔離開關(guān)的閉鎖控制回路中，串接入了線路斷路器A、B、C三相輔助常閉接點(diǎn)、斷路器兩側(cè)接地刀閘輔助常閉接點(diǎn)和線路側(cè)接地刀閘輔助常閉接點(diǎn)（見圖8）。即線路側(cè)3G隔離開關(guān)只有在線路斷路器、斷路器兩側(cè)接地刀閘和線路側(cè)接地刀閘都在分閘位置時(shí)，才能進(jìn)行合閘操作。

5.3/2接線方式下的隔離開關(guān)電氣閉鎖回路設(shè)計(jì)

3/2接線中每?jī)苫鼐€路用三臺(tái)斷路器接在兩組母線上，即每一回線路經(jīng)一臺(tái)斷路器接至一組母線，每?jī)蓷l線路之間設(shè)置一臺(tái)聯(lián)絡(luò)斷路器，形成一串（見圖9）。這種接線方式可靠性較高、運(yùn)行靈活和檢修方便等特點(diǎn)。

圖9 500kV3/2接線一次接線圖

各組隔離開關(guān)的電氣閉鎖接線也是在其控制回路中串接入相關(guān)斷路器和接地刀閘的輔助常閉接點(diǎn)，以達(dá)到了可靠的電氣閉鎖。在此就不再進(jìn)行詳細(xì)討論了。各組接地刀閘都可進(jìn)行電動(dòng)操作，斷路器兩側(cè)接地刀閘的電氣閉鎖接線在其控制回路中串接入該斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)的輔助常閉接點(diǎn)，就實(shí)現(xiàn)了電氣閉鎖;在線路側(cè)接地刀閘的電氣閉鎖接線不僅在其控制回路中串接入該線路兩側(cè)隔離開關(guān)的輔助常閉接點(diǎn)，還串接了線路電壓互感器的電壓空開常開接點(diǎn)和電壓繼電器常閉接點(diǎn)，下面以圖9中線路1的線路側(cè)2GD1接地刀閘為例，其閉鎖接線見圖10所示。

圖10 500kV線路側(cè)接地刀閘的閉鎖接線

這樣的閉鎖接線更為可靠，保證檢驗(yàn)線路側(cè)確無電壓時(shí)方能操作合上線路側(cè)接地刀閘。操作時(shí)注意必須將線路電壓互感器的試驗(yàn)電壓空開合上，該電壓空開常開接點(diǎn)才能閉合，線路側(cè)接地刀閘閉鎖回路才能接通，才可以進(jìn)行操作合上線路側(cè)接地刀閘。

6.結(jié)論

a.隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路在電動(dòng)操作時(shí)能可靠地進(jìn)行閉鎖，為變電站的安全運(yùn)行起著重要的作用;

b.隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路在手動(dòng)操作時(shí)不能進(jìn)行閉鎖。因此在電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)中應(yīng)以電氣閉鎖為主，輔助微機(jī)閉鎖，方可有效地防止電氣誤操作事故;

c.電氣閉鎖缺點(diǎn)是由于在控制回路中串聯(lián)了若干個(gè)輔助接點(diǎn)，當(dāng)其中某一個(gè)接點(diǎn)接觸不良就會(huì)引起整個(gè)回路故障，使正常操作無法實(shí)現(xiàn)。所以要選擇質(zhì)量較好的設(shè)備輔助接點(diǎn)，以避免該類故障的發(fā)生。