GIS變電站防誤閉鎖系統(tǒng)研究

李亮

摘 要：近年來，GIS設(shè)備發(fā)展非常迅速，已被廣泛應(yīng)用于各類變電站，其接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工是確保110 kV變電站運(yùn)行質(zhì)量的關(guān)鍵，需要予以足夠的重視。指出了GIS設(shè)備的特點(diǎn)，就電力系統(tǒng)中的防誤閉鎖問題及接地操作的間接驗(yàn)電問題進(jìn)行了分析，并制定了合理的補(bǔ)充設(shè)計(jì)方案，希望以此提高變電站運(yùn)行的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：GIS設(shè)備；電氣閉鎖；快速地刀；二次回路

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.108

1 “GIS”的定義

“GIS”就是將SF6（六氟化硫）斷路器及其他高壓電氣元件，按照所需要的電氣主接線安裝在充有一定壓力的SF6氣體的金屬殼體內(nèi)所組成的一套設(shè)備。GIS全稱為“Gas Insulated Switchgear”，即“氣體絕緣全封閉組合電器”。GIS一般包括斷路器、過渡元件、隔離刀閘、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、進(jìn)出線套管或電纜接頭元件。

2 GIS設(shè)備的特點(diǎn)

近幾年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，東部沿海地區(qū)土地資源日趨緊張，工業(yè)發(fā)展導(dǎo)致環(huán)境污染加劇，霧霾和酸雨等重污染天氣增加。這使得戶外敞開式電氣設(shè)備大量銹蝕，影響了電氣設(shè)備的日常操作和運(yùn)維，大大縮短了設(shè)備的使用壽命。GIS組合電器由于占地面積小、占用空間少、運(yùn)行可靠性高、維護(hù)工作量小、檢修周期長、不受外界環(huán)境條件的影響、無靜電感應(yīng)和電暈干擾、噪聲水平低、抗震性能好、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被大量應(yīng)用于110 kV及以上電壓等級的電氣設(shè)備中。GIS組合電器的使用也帶來了一個新課題，即接地操作前一般無法直接驗(yàn)電，需要間接驗(yàn)電。

3 快速地刀二次回路接線分析

研究已投運(yùn)的110 kV GIS變電站發(fā)現(xiàn)，除進(jìn)線地刀外，其他地刀一般采用三工位開關(guān)，主刀和地刀間既有機(jī)械聯(lián)鎖和電氣閉鎖，又有微機(jī)五防，防誤閉鎖可靠。110 kV進(jìn)線接地閘刀一般采用快速地刀?？紤]到成本，110 kV變電站一般僅裝設(shè)A，C相高壓帶電顯示器傳感器，2個傳感器二次驗(yàn)電信號共用一付接點(diǎn)輸出，僅當(dāng)A，C相均無電壓時接點(diǎn)接通，輸出線路無電信號，線路帶電，顯示器指示燈滅。如果本間隔線路閘刀在分閘位置，則線路快速接地閘刀操作回路有電，可以分合閘。線路A，C相任一相有電，則接點(diǎn)閉合，線路帶電顯示器指示燈常亮，線路快速接地閘刀操作回路無電，閉鎖地刀分合閘操作。

多數(shù)110 kV GIS變電站設(shè)計(jì)時考慮節(jié)約土地等因素，一般采用多層布置，即110 kV GIS設(shè)備在二樓，10 kV設(shè)備在一樓，主變戶外安裝或戶內(nèi)安裝。110 kV進(jìn)線通過架空進(jìn)線接入110 kV進(jìn)線氣室，安裝位置很高，無法直接驗(yàn)電。

如果110 kV進(jìn)線B相有電或A，C相高壓帶電顯示器傳感器均失靈，傳感器二次回路、接點(diǎn)出現(xiàn)故障等，均會發(fā)生帶電合線路快速地刀的惡性誤操作事故，同時在設(shè)計(jì)上也無法滿足新《變電安規(guī)》間接驗(yàn)電的要求，屬于裝置性違章。

近幾年來，由于系統(tǒng)內(nèi)防誤裝置不完善而導(dǎo)致的惡性誤操作事故屢有發(fā)生，應(yīng)對此類設(shè)備進(jìn)行技改，完善防誤閉鎖邏輯。完成技改前，一般將該類裝置性違章設(shè)備列入變電站反措目錄，使運(yùn)維操作人員人人心中有數(shù)。在日常巡視中，應(yīng)加強(qiáng)對帶電顯示器指示燈和避雷器泄漏儀的巡視，發(fā)現(xiàn)缺陷立即上報(bào)，并及時處理。同時把合快速地刀前檢查本線路避雷器泄漏儀無泄漏電流，列入操作票作為檢查項(xiàng)，以防惡性誤操作事故發(fā)生。

4 間接驗(yàn)電的非同源或非同樣原理指示

4.1 指示類型

線路快速地刀合閘前間接驗(yàn)電的非同源或者非同樣原理的常見指示有4種，即線路電壓互感器的二次電壓、線路避雷器泄漏儀的泄漏電流、取自線路側(cè)絕緣子的帶電顯示器電壓和取自線路導(dǎo)線的帶電顯示器電壓。

4.2 各種指示技改的可行性分析

4.2.1 線路電壓互感器的二次電壓

一般情況下，僅在220 kV變電站中安裝單相電容式線路電壓互感器?？紤]投資成本，110 kV橋接線GIS變電站一般不設(shè)計(jì)安裝單相線路電壓互感器。如果重新加裝，則需增加新的氣室，改變變電站原有接線方式。這樣，既會大大增加生產(chǎn)成本，又需要整套GIS設(shè)備停電，還要涉及新、舊氣室搭接后密封性問題，加上SF6氣體回收和重新灌裝、二次回路的改變及監(jiān)控后臺點(diǎn)號的增加等，工程量極大，實(shí)用價值較低。

4.2.2 線路避雷器泄漏儀的泄漏電流

線路停役后避雷器泄漏儀的泄漏電流指示為零，能正確反映設(shè)備狀態(tài)。對已安裝的線路避雷器泄漏儀進(jìn)行改造，并從避雷器泄漏儀中取出泄漏電流，經(jīng)專用裝置轉(zhuǎn)化處理后供閉鎖回路使用。該方法無需停電，無需在GIS氣室內(nèi)增加設(shè)備，二次接線簡單，最具實(shí)用價值。

4.2.3 取自線路側(cè)絕緣子的帶電顯示器電壓

由于GIS設(shè)備均采用盆式絕緣子，無法通過絕緣子抽取線路電壓，因此，該方法在GIS設(shè)備中無實(shí)用價值。從支持絕緣子抽取電壓供帶電顯示器使用的方法多用于開關(guān)柜內(nèi)35 kV設(shè)備和10 kV設(shè)備。

4.2.4 取自線路導(dǎo)線的帶電顯示器電壓

通過在GIS氣室內(nèi)裝設(shè)線路高壓帶電顯示器傳感器，抽取線路電壓，再通過二次回路轉(zhuǎn)化后供線路帶電顯示器和閉鎖回路使用。目前，110 kV GIS變電站線路帶電顯示器指示燈和快速地刀閉鎖回路就利用該電壓。

5 線路避雷器泄漏儀泄漏電流的應(yīng)用

通過增加新的裝置從線路避雷器泄漏儀取三相泄漏電流，并設(shè)定泄漏電流門檻值。如果取到的泄漏電流低于設(shè)定的門檻值則輸出為0，高于門檻值則輸出為1，由裝置顯示線路A，B，C相任一相是否帶電。三相并聯(lián)后輸出，僅當(dāng)三相均無電時輸出線路無電信號，作為一條線路有無電的一個指示。

線路避雷器泄漏儀泄漏電流常見的2種應(yīng)用如下：①作為一個非同樣原理的指示串聯(lián)接入線路快速地刀電氣閉鎖回路，作為一個閉鎖條件，如圖1所示。該回路滿足新《變電安規(guī)》

間接驗(yàn)電的要求，即存在2個非同樣原理的指示，僅當(dāng)2個閉鎖條件指示無電時且線路閘刀在分閘位置，線路快速地刀操作回路有電，線路快速地刀可進(jìn)行分合閘操作。②二次接線單獨(dú)增加復(fù)驗(yàn)電回路，線路避雷器泄漏儀泄漏電流作為微機(jī)五防復(fù)驗(yàn)電的閉鎖條件，如圖2所示。僅當(dāng)線路避雷器三相泄漏儀均無泄漏電流時，電腦鑰匙的驗(yàn)電程序可通過，進(jìn)入下一步快速地刀間隔確認(rèn)。該方法通過2個二次回路達(dá)到了新《變電安規(guī)》中關(guān)于間接驗(yàn)電2個非同樣原理指示的要求。

6 結(jié)束語

總之，防誤裝置故障的判斷、處理及改進(jìn)具有重要的探討價值。因此，要堅(jiān)持注重對變電站各種防誤系統(tǒng)閉鎖條件的全

面審核，使各設(shè)備操作時的閉鎖條件更加嚴(yán)謹(jǐn)，避免在計(jì)算機(jī)邏輯閉鎖或電氣閉鎖條件中存在不安全的情況，從源頭上保證防誤系統(tǒng)的正確性。本文從變電運(yùn)維角度提出了改進(jìn)方案和避免異常發(fā)生的措施，并運(yùn)用于實(shí)踐，保證了電氣設(shè)備防誤系統(tǒng)的完善性。另外，為了彌補(bǔ)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(diǎn)，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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〔編輯：劉曉芳〕