ZS1開(kāi)關(guān)柜接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)缺陷的分析與處理

山江川，李 強(qiáng)，魏彥勛

(中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

ZS1開(kāi)關(guān)柜接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)缺陷的分析與處理

山江川，李 強(qiáng)，魏彥勛

(中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

某核電廠3號(hào)電動(dòng)給水泵雙回路供電斷路器的接地開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)不合理，可能會(huì)導(dǎo)致一路供電斷路器在另一路斷路器的接地開(kāi)關(guān)合閘的情況下帶接地線合閘。對(duì)該設(shè)計(jì)缺陷進(jìn)行了分析，并對(duì)開(kāi)關(guān)柜自身的“五防”聯(lián)鎖功能進(jìn)行了改進(jìn)。這些改進(jìn)措施對(duì)其他電廠的同類供電回路聯(lián)鎖具有一定借鑒意義。

ZS1開(kāi)關(guān)柜；接地開(kāi)關(guān)；VD4斷路器；聯(lián)鎖

1 概述

ZS1中壓開(kāi)關(guān)柜和VD4中壓斷路器是ABB生產(chǎn)的成套中壓供電設(shè)備，廣泛應(yīng)用在核電廠中壓廠用電系統(tǒng)中。通常，廠用電的中壓母線電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)以及“三大泵”系統(tǒng)(一回路主冷卻劑泵、二回路主給水泵以及三回路海水系統(tǒng)的循環(huán)水泵)均將ZS1中壓開(kāi)關(guān)柜和VD4中壓斷路器作為供電電源。

根據(jù)核電廠廠用設(shè)備冗余設(shè)計(jì)要求，二回路的主給水泵除配置了1臺(tái)常用泵外，還配置了1臺(tái)3號(hào)電動(dòng)主給水泵作為備用泵。該電動(dòng)給水泵有2路供電電源，分別取自中壓母線LGA和LGB;需要啟動(dòng)3號(hào)電動(dòng)主給水泵時(shí)，由任意一條母線上的供電斷路器LGA6或LGB4供電，2斷路器間設(shè)有聯(lián)鎖不可同時(shí)合閘。3號(hào)電動(dòng)主給水泵的供電主接線如圖1所示。

2 缺陷分析

“五防”是電力安全的重要措施，其中一條是“防止帶接地線（接地開(kāi)關(guān)）合隔離開(kāi)關(guān)（斷路器）”。而3號(hào)電動(dòng)主給水泵2路供電斷路器及其接地開(kāi)關(guān)的控制、聯(lián)鎖存在設(shè)計(jì)缺陷：其中一臺(tái)LGA6斷路器在工作位置且分閘狀態(tài)下，雖然自身的接地開(kāi)關(guān)無(wú)法合閘；但此時(shí)如果另一臺(tái)LGB4供電斷路器在試驗(yàn)位置，則LGB4對(duì)應(yīng)的接地開(kāi)關(guān)可以合閘。此接地開(kāi)關(guān)合閘后，直接導(dǎo)致LGA6斷路器在工作位置存在可以帶LGB4接地開(kāi)關(guān)合閘送電的風(fēng)險(xiǎn)。3號(hào)電動(dòng)主給水泵2路供電斷路器的控制聯(lián)鎖原理如圖2所示。

圖1 3號(hào)電動(dòng)主給水泵供電主接線

由圖2可知，在LGB4供電斷路器的接地開(kāi)關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1回路里，串接接入LGA6斷路器的輔助觸點(diǎn)S5/S8/S2。各輔助觸點(diǎn)的功能及動(dòng)作原理如下：

(1)?S5：LGA6斷路器處于分閘狀態(tài)(不管LGA6斷路器在工作位置還是試驗(yàn)位置)，則其閉合；

圖2 3號(hào)電動(dòng)主給水泵2路供電斷路器的控制聯(lián)鎖原理

(2)?S8：LGA6路器處于試驗(yàn)位置，則其閉合；

(3)?S2：LGA6斷路器二次插件拔下(只有當(dāng)斷路器在試驗(yàn)位置時(shí)才能拔下)，則其閉合。

以上3個(gè)輔助觸點(diǎn)并聯(lián)后，串接接入LGB4接地開(kāi)關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1的控制回路中，即當(dāng)以上任意一個(gè)條件滿足要求時(shí)，LBG4供電斷路器的接地開(kāi)關(guān)即可操作合閘。

假設(shè)LGA6斷路器在工作位置且為分閘狀態(tài)，其自身的接地開(kāi)關(guān)必然為分閘狀態(tài)；LGB4斷路器在試驗(yàn)位置且分閘，由圖2可以看出，LGB4接地開(kāi)關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1通過(guò)LGA6的S5輔助觸點(diǎn)得電吸合，即LGB4接地開(kāi)關(guān)可以合閘。LGB4接地開(kāi)關(guān)合閘后，因LGA6的合閘回路中未串接LGB4接地開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)，僅串聯(lián)了LGB4斷路器的一副S4觸點(diǎn)，即只要LGB4開(kāi)關(guān)為分閘狀態(tài)，LGA6就可以操作合閘。結(jié)合圖1可以看出，LGB4接地開(kāi)關(guān)合閘后，導(dǎo)致LGA6斷路器有帶LGB4接地開(kāi)關(guān)送電的風(fēng)險(xiǎn)。

ZS1開(kāi)關(guān)柜自身具有“五防”閉鎖功能，能防止帶接地線(接地開(kāi)關(guān))合隔離開(kāi)關(guān)(斷路器)，在其接地開(kāi)關(guān)合閘時(shí)斷路器不能合閘。而上述3號(hào)主電動(dòng)主給水泵的2路供電斷路器都可以在另外一路供電斷路器的接地開(kāi)關(guān)合閘的情況下合閘，不滿足防止帶接地線(接地開(kāi)關(guān))合隔離開(kāi)關(guān)(斷路器)的功能要求。

同時(shí)，以上設(shè)計(jì)缺陷還導(dǎo)致了以下2個(gè)問(wèn)題：

(1)?只要一臺(tái)斷路器分閘，另一臺(tái)斷路器接地開(kāi)關(guān)的閉鎖電磁鐵Q8Y1就得電，致使該閉鎖電磁鐵長(zhǎng)時(shí)間得電，經(jīng)常因發(fā)熱燒損；

(2)?以圖2為例，當(dāng)LGA6斷路器處于工作位置且分閘狀態(tài)時(shí)，如果LGB4斷路器的接地開(kāi)關(guān)合閘，將導(dǎo)致LGA6斷路器的位置閉鎖電磁鐵Y0失電，LGA6斷路器將無(wú)法從工作位置搖至試驗(yàn)位置。

3 聯(lián)鎖功能改進(jìn)

針對(duì)3號(hào)電動(dòng)主給水泵2路供電斷路器及其接地開(kāi)關(guān)在控制和聯(lián)鎖上存在的缺陷，提出以下解決方案。

3.1 方案1

在現(xiàn)有斷路器及其接地開(kāi)關(guān)的控制回路中，增加聯(lián)鎖。

(1)?為避免一臺(tái)供電斷路器在另一臺(tái)供電斷路器接地開(kāi)關(guān)合閘的情況下，可能發(fā)生帶接地開(kāi)關(guān)合閘的問(wèn)題，可以在斷路器的合閘控制回路中串接接入另一臺(tái)供電斷路器接地開(kāi)關(guān)的輔助觸點(diǎn)；當(dāng)該接地開(kāi)關(guān)合閘后，當(dāng)前斷路器不可合閘。

(2)?為解決一臺(tái)供電斷路器的接地開(kāi)關(guān)合閘后，另一臺(tái)供電斷路器無(wú)法從工作位置搖至試驗(yàn)位置的問(wèn)題，可以在斷路器位置閉鎖電磁鐵Y0控制回路的另一臺(tái)供電斷路器接地開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)Q8S1兩端并聯(lián)一組自身斷路器的S9輔助觸點(diǎn)；當(dāng)斷路器在工作位置時(shí)，其Y0不受另一供電斷路器接地開(kāi)關(guān)影響。

該方案仍然存在一臺(tái)斷路器在工作位置時(shí)，只要該斷路器分閘，另一臺(tái)斷路器的接地開(kāi)關(guān)就可以合閘的問(wèn)題。這就相當(dāng)于通過(guò)外部回路廢除了ZS1開(kāi)關(guān)柜自身的“五防”功能，可見(jiàn)該方案不夠完善，故不予采用。

3.2 方案2

取消接地開(kāi)關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1控制回路中的S5輔助觸點(diǎn)。

取消S5輔助觸點(diǎn)后，接地開(kāi)關(guān)只有在自身斷路器在試驗(yàn)位置，且另一斷路器也在試驗(yàn)位置時(shí)才能合閘，符合ZS1開(kāi)關(guān)柜自身的“五防”設(shè)計(jì)，同時(shí)避免了接地開(kāi)關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1長(zhǎng)時(shí)間得電的問(wèn)題。另外，因?yàn)槿∠鸖5輔助觸點(diǎn)后，接地開(kāi)關(guān)只有在自身和另一臺(tái)斷路器都在試驗(yàn)位置時(shí)才能合閘，也就不存在一臺(tái)斷路器的接地開(kāi)關(guān)合閘后另一臺(tái)斷路器無(wú)法從工作位置搖至試驗(yàn)位置的問(wèn)題。

通過(guò)以上分析可知，方案2可解決該電廠3號(hào)電動(dòng)主給水泵供電斷路器以及接地開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖缺陷。此方案安全可靠、改進(jìn)作業(yè)工作量少，能滿足現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行以及“五防”要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

中壓電力設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的安全，聯(lián)鎖中存在的邏輯缺陷將有可能導(dǎo)致電力運(yùn)行存在安全風(fēng)險(xiǎn)，造成重大的安全事故。

通過(guò)對(duì)中壓開(kāi)關(guān)控制回路輔助觸點(diǎn)的改進(jìn)，完善了某電廠3號(hào)電動(dòng)主給水泵2路供電斷路器及其接地開(kāi)關(guān)的聯(lián)鎖邏輯，避免了帶接地開(kāi)關(guān)送電事故的發(fā)生。

李??強(qiáng)(1983—)，男，工程師，主要從事核電廠中壓系統(tǒng)及開(kāi)關(guān)站設(shè)備的管理及維修工作。

魏彥勛(1986—)，男，工程師，主要從事核電廠繼電保護(hù)設(shè)備管理及維修工作。

2017-03-19。

山江川(1991—)，女，助理工程師，主要從事高壓電氣設(shè)備的設(shè)備管理、檢修試驗(yàn)及維護(hù)工作，email：shanjc@cnnp.com.cn。