帶電顯示儀在線監(jiān)測(cè)開關(guān)真空度分析

閆長(zhǎng)平，李傳波

(華能玉環(huán)電廠，浙江 臺(tái)州 317604)

帶電顯示儀在線監(jiān)測(cè)開關(guān)真空度分析

閆長(zhǎng)平，李傳波

(華能玉環(huán)電廠，浙江 臺(tái)州 317604)

0 引言

目前，6 kV真空開關(guān)是電廠應(yīng)用最廣泛的電氣設(shè)備，主要用于廠用系統(tǒng)，其工作的可靠性直接關(guān)系到人員的安全和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。真空開關(guān)真空度是保證真空開關(guān)安全運(yùn)行的關(guān)鍵，一旦開關(guān)真空度下降，會(huì)導(dǎo)致開關(guān)上下斷口絕緣降低，開關(guān)滅弧能力下降。如果在這種情況下對(duì)開關(guān)進(jìn)行分合閘操作，將會(huì)造成開關(guān)爆炸，引起母線相間短路，導(dǎo)致廠用電失去和機(jī)組跳閘等事故，甚至造成人員傷亡。但電廠目前還沒有對(duì)開關(guān)真空度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的有效手段，一般都是在開關(guān)檢修期間通過對(duì)開關(guān)做耐壓試驗(yàn)等手段來檢測(cè)開關(guān)斷口的絕緣情況，并以此判斷開關(guān)真空度是否合格。

運(yùn)行人員在操作開關(guān)時(shí)，一般先測(cè)量開關(guān)斷口絕緣并核對(duì)絕緣合格后再進(jìn)行后續(xù)操作。但這些都不能對(duì)處于工作位置的開關(guān)真空度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。通過多家發(fā)電廠發(fā)生的事故案例來看，當(dāng)開關(guān)某相滅弧室真空度下降時(shí)，安裝在高壓開關(guān)負(fù)荷側(cè)內(nèi)的帶電顯示儀會(huì)有報(bào)警燈亮起。因此，考慮用帶電顯示儀來作為開關(guān)真空度下降預(yù)警的重要手段。

1 帶電顯示儀的防誤原理

6 kV真空開關(guān)帶電顯示儀主要用于防止誤入帶電間隔、誤拉合開關(guān)等人為誤操作事故的防誤裝置。其防誤原理是：用帶電顯示儀監(jiān)測(cè)開關(guān)負(fù)荷側(cè)是否有電壓，并將帶電顯示儀接點(diǎn)輸出到開關(guān)的柜門閉鎖機(jī)構(gòu)，防止人員誤入帶電間隔發(fā)生觸電事故。

2 帶電顯示儀的應(yīng)用案例

(1) 2013-05-01，廣東某發(fā)電廠在執(zhí)行1B送風(fēng)機(jī)停電過程中，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)開關(guān)本體3相分閘，電流指示為0，分閘指示燈亮，但開關(guān)帶電顯示儀3個(gè)小燈均亮起。運(yùn)行人員懷疑是由開關(guān)真空度下降引起的，因此停止了操作。經(jīng)停運(yùn)所在6 kV母線后，拉出該開關(guān)，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)由于該開關(guān)B相真空度下降，導(dǎo)致開關(guān)負(fù)荷側(cè)帶電顯示儀指示燈亮起。

(2) 2012年蘇州某發(fā)電廠的運(yùn)行人員在執(zhí)行磨煤機(jī)停電操作，將開關(guān)由工作位搖至試驗(yàn)位過程中，由于開關(guān)本體指示分閘狀態(tài)，分閘指示燈亮，電流顯示為0(用于DCS顯示的電流取自B相CT)，磨煤機(jī)停運(yùn)狀態(tài)也已反饋至DCS，盤上人員未發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)其他參數(shù)異常，操作人員認(rèn)為開關(guān)3相均已斷開，未注意到開關(guān)帶電顯示儀指示燈已亮起。但實(shí)際上只有B相斷開，而其他2相未斷開，磨煤機(jī)在缺相運(yùn)行狀態(tài)。結(jié)果在該情況下?lián)u出開關(guān)，造成帶負(fù)荷拉刀閘，致使開關(guān)拉弧燒損，幸未造成人員傷亡。

(3) 南京某發(fā)電廠運(yùn)行人員在巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)，處于分閘狀態(tài)的斗輪機(jī)開關(guān)帶電顯示儀報(bào)警燈亮，且?guī)щ娭甘緹鬉相亮起，因此誤以為帶電顯示儀出了故障，但經(jīng)檢修未找到原因。當(dāng)電氣專業(yè)人員仔細(xì)傾聽開關(guān)內(nèi)部聲音時(shí)，能聽到微弱的放電聲，判斷是開關(guān)出了問題，遂立即隔離開關(guān)。測(cè)量開關(guān)絕緣時(shí)發(fā)現(xiàn)，開關(guān)A相斷口上下之間絕緣只有1.5 MΩ，遠(yuǎn)小于其他2相(500 MΩ以上)，立即安排耐壓試驗(yàn)，確認(rèn)開關(guān)故障的原因?yàn)殚_關(guān)真空度下降引起放電。

3 帶電顯示儀的預(yù)警功能

分析以上事故案例可知，開關(guān)所安裝的帶電顯示儀除了可防止人員誤入帶電間隔外，還可對(duì)開關(guān)真空度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。帶電顯示儀傳感器一般安裝在6 kV真空開關(guān)負(fù)荷側(cè)，用于指示開關(guān)負(fù)荷側(cè)是否帶有電壓，當(dāng)開關(guān)合上后，帶電顯示儀帶電指示燈亮起，表明開關(guān)負(fù)荷側(cè)電纜室?guī)в懈唠妷?。但如果處在工作位置的開關(guān)真空度下降導(dǎo)致開關(guān)上下斷口絕緣降低，傳感器也會(huì)感應(yīng)到電壓，當(dāng)這個(gè)電壓達(dá)到門檻值時(shí)，帶電顯示儀的指示燈就會(huì)亮起。由此可知，帶電顯示儀可以作為在線監(jiān)測(cè)開關(guān)真空度的一個(gè)有效手段。

4 帶電顯示儀的優(yōu)化改進(jìn)

當(dāng)開關(guān)真空度下降到一定程度時(shí)，帶電顯示儀感應(yīng)傳感器就會(huì)感應(yīng)出電壓，當(dāng)電壓達(dá)到門檻值時(shí)，帶電指示燈就會(huì)亮起。利用這一原理，在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上，增加帶電顯示儀輸出接點(diǎn)，從每相傳感器輸出1副接點(diǎn)，然后和開關(guān)的常閉接點(diǎn)組成真空度下降預(yù)警回路，具體工作原理如圖1所示。若開關(guān)處于分閘狀態(tài)，而開關(guān)某一相傳感器有輸出，則帶電顯示儀發(fā)送報(bào)警信號(hào)至DCS，提醒運(yùn)行人員開關(guān)處于異常狀態(tài)，需要采取處理措施。若開關(guān)處于合閘狀態(tài)，開關(guān)輔助常閉接點(diǎn)斷開，傳感器即使有輸出也不會(huì)報(bào)警。

圖1 帶電顯示儀優(yōu)化原理

利用此原理構(gòu)成的真空度下降預(yù)警回路，還可以起到非全相識(shí)別的作用，即開關(guān)如非全相運(yùn)行時(shí)，帶電顯示儀某相傳感器會(huì)有輸出，而開關(guān)常閉接點(diǎn)接通，裝置發(fā)送報(bào)警信號(hào)至DCS，提醒運(yùn)行人員注意開關(guān)異常狀態(tài)。如2012年蘇州某發(fā)電廠發(fā)生的開關(guān)非全相故障，如果帶電顯示儀增加這些功能，裝置會(huì)發(fā)送報(bào)警信號(hào)至DCS，從而避免帶負(fù)荷直接搖出開關(guān)的事故。

5 結(jié)束語

在目前缺乏有效在線監(jiān)測(cè)手段的情況下，不需要大的技改和增加投資，僅通過完善現(xiàn)有裝置的功能就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)真空度的間接在線監(jiān)測(cè)不失為一良策。而且這種方法非常實(shí)用和便于實(shí)現(xiàn)，極具推廣價(jià)值。其不足之處是開關(guān)在工作位之外的位置時(shí)，帶電顯示儀無法起到監(jiān)測(cè)作用，還需要結(jié)合設(shè)備檢修等機(jī)會(huì)對(duì)開關(guān)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)等。但此方法將會(huì)對(duì)保護(hù)運(yùn)行人員安全和及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障起到很大作用；且如果設(shè)計(jì)單位能將此預(yù)警能功能列入到工程設(shè)計(jì)中，則可以減少因人員技術(shù)水平低而可能引起的事故，最大程度地保證人員和設(shè)備安全。

2014-10-29；

：2014-12-17。

閆長(zhǎng)平(1975-)，男，工程師，主要從事發(fā)電廠電氣運(yùn)行技術(shù)管理工作，email：qiludadi1975@163.com。

李傳波(1975-)，男，高級(jí)工程師，主要從事發(fā)電廠電氣技術(shù)管理工作。