接地刀閘電磁鎖缺陷分析

黃瀟霞

摘 要：變電站電磁鎖是一種防止高壓設備誤操作的電控機構(gòu)聯(lián)鎖裝置，但是在近些年實際運行維護中，電磁鎖產(chǎn)生了各種問題，文章主要是針對接地刀閘電磁鎖產(chǎn)生的問題進行分析并提出改善和建議。

關(guān)鍵詞：電磁鎖；缺陷；誤操作；解鎖

中圖分類號：TM56 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）35-0087-02

1 概述

電磁鎖是一種防止變電站高壓設備誤操作的電控機構(gòu)聯(lián)鎖裝置，是變電站不可缺少的閉鎖裝置。能夠?qū)Φ堕l、地刀、接地線、高壓開關(guān)柜柜門等需要閉鎖部位實現(xiàn)聯(lián)鎖，從而有效防止電氣誤操作的發(fā)生。但是在近些年的實際運行維護中，電磁鎖產(chǎn)生了各種問題，尤其是戶外接地刀閘電磁鎖質(zhì)量、老化、絕緣問題導致變電倒閘操作延誤頻頻發(fā)生，甚至發(fā)生像220kV南屏站4·24帶地線合刀閘二級事件。

2 戶外接地刀閘電磁鎖現(xiàn)狀

2.1 戶外接地刀閘電磁鎖問題

戶外接地刀閘電磁鎖最大的問題就是由于各種原因經(jīng)常“打不開”。這是由于戶外接地刀閘電磁鎖的運行環(huán)境比較惡劣，長期受到風吹、日曬、雨淋，防潮防水效果不佳，使得電磁鎖的操作機構(gòu)生銹卡澀、輔助接點沒到位、線圈絕緣受損。一般要操作戶外接地刀閘需要滿足三個條件，首先是拉開對應機械閉鎖的主刀閘，然后打開五防機械編碼鎖、最后打開電磁鎖。正是由于最后一步的電磁鎖“打不開”，導致變電站運行人員的刀閘操作時間大大延長。

2.2 “打不開”電磁鎖檢查

運行人員在操作電磁鎖時，如電磁鎖有電，確定因機械原因打不開，應停止操作，匯報調(diào)度和值班長，按零解鎖流程處理；如電磁鎖無電無法打開，首先要檢查倒閘操作步驟是否正確，其次在后臺機檢查閉鎖電磁鎖的刀閘遙信位置是否正確，最后要檢查電磁鎖的控制電源是否正常，若以上3個項目檢查無異常的話，運行人員應停止操作，匯報調(diào)度和值班長，按零解鎖流程處理。

2.3 電磁鎖缺陷處理流程

如果防誤裝置故障將導致操作解鎖的或者其裝置發(fā)生失去閉鎖功能的故障，那么就會被視為電氣設備緊急缺陷，必須馬上安排處理。在進行電磁鎖缺陷處理時，為了減小運行人員解鎖操作后誤操作機率，廣東電網(wǎng)公司提倡零解鎖，具體流程：現(xiàn)場運行人員及時向調(diào)度員匯報情況，然后向值班長、站長、本部門五防專責逐級匯報，五防專責按照緊急缺陷處理，根據(jù)情況通知相關(guān)班組或廠家到現(xiàn)場處理，原則上待相關(guān)人員處理好方可進行下一步操作，運行人員在此期間應積極配合現(xiàn)場處理。

2.4 電磁鎖處理時間估算

“打不開”電磁鎖處理分為三大階段：第一階段為逐級上報，時間估算為30分鐘；第二階段為相關(guān)班組或廠家到站處理，時間估算為120分鐘；第三階段為填寫審批表獲取電磁鎖鑰匙去解鎖，時間估算為100分鐘。從處理時間來看，運行人員在倒閘操作中如果遇到接地刀閘電磁鎖“打不開”的情況，倒閘操作時間都會大大延長，嚴重影響運行人員的日常工作安排，同時增加了班組和廠家到站處理消缺次數(shù)，極大浪費了供電企業(yè)的人力和物力。

3 接地刀閘電磁鎖缺陷分析

3.1 電磁鎖動作原理

220kV南屏站的110kV接地刀閘電磁鎖內(nèi)部原理圖如圖1所示，其動作原理是：當電磁鎖接通電源后，按下開鎖按鈕N，指示燈D發(fā)亮，電磁鐵線圈T通電吸上鐵芯，釋放被其控制的鎖栓。此時，掀開遮板，將通用鑰匙插入通用鑰匙孔中旋轉(zhuǎn)至限位處，鎖即打開，操動機構(gòu)可以操作。操作完后，再反向旋轉(zhuǎn)通用鑰匙，將機構(gòu)鎖上，此時，鐵芯上部的復位彈簧將鐵芯下半部分的螺桿推至鎖栓的“V”形缺口處，將鎖栓控制在鎖定位置。

3.2 220kV南屏站4·24事件[1]

2014年4月24日，220kV南屏站出現(xiàn)帶地線合刀閘、110kV母線失壓二級事件，造成這次事件主要“元兇”是110kV母聯(lián)10020接地刀閘電磁鎖。由于新更換的10020接地刀閘電磁鎖開鎖按鈕發(fā)生卡澀，開鎖按鈕不能正常復位，導致10020地刀電磁鎖回路長時間導通，發(fā)熱故障短路，造成與之串聯(lián)的母聯(lián)測控裝置開出插件嚴重燒灼，引起1001刀閘合閘控制回路接通。

為了還原4·24事件的整個過程，相關(guān)事故調(diào)查單位進行了電磁鎖全回路試驗，模擬10020接地刀閘電磁鎖卡澀，電磁鎖閉鎖回路及電磁鎖線圈中一直通有電流，試驗中電磁鎖于4分30秒～5分鐘內(nèi)時燒毀，燒毀時故障短路電流達到25～26A左右，持續(xù)時間達3～4秒，直接燒毀測控裝置中的開出插件，造成1001刀閘合閘控制回路接通，導致1001刀閘合閘（當時五防條件滿足，1001刀閘電機電源投入），最終引起110kV 1M母線故障。10020接地刀閘電磁鎖控制回路和1001刀閘控制回路原理圖如圖2所示。

控制回路空開5DK采用是MERLINGERIN C10交流空開，根據(jù)該交流空開的脫扣試驗報告的結(jié)果，該空開在29A脫扣時間達9秒左右，而試驗中短路電流25～26A左右，持續(xù)時間3～4秒，時間達不到脫扣時間，導致空開5DK沒啟到保護整個控制回路的作用。

4 改善與建議

變電站戶外接地刀閘操作需經(jīng)過微機五防系統(tǒng)、機械閉鎖裝置和五防機械編碼鎖，這使得一些戶外接地刀閘的電磁鎖成為一種“雞肋”式的設計，而且這些電磁鎖在實際運行維護中極易出現(xiàn)問題，導致運行維護人員經(jīng)?！按虿婚_”電磁鎖，延誤倒閘操作時間，同時由于電磁鎖自身設計上的缺陷，按鈕卡澀易導致控制回路短路故障，增加電網(wǎng)風險和運行維護成本，因此，變電站電磁鎖應在設計或運行中做到以下幾點：（1）完善隔離開關(guān)和接地開關(guān)訂貨技術(shù)條件書中有關(guān)電磁鎖部分內(nèi)容，明確電磁鎖各項參數(shù)，要求電磁鎖必須配置熔斷器或限流電阻等有效保護措施。（2）核實、修訂電磁鎖二次回路設計，規(guī)范電磁鎖電源開關(guān)額定電流數(shù)值，確保電磁鎖發(fā)生短路時電源開關(guān)能及時（建議小于1.5秒）斷開故障電流。（3）根據(jù)已修訂電磁鎖二次回路設計，對運行中電磁鎖電源開關(guān)進行整改。（4）制定電磁鎖安裝、驗收、維護及檢修管理要求，提升管理水平。

參考文獻：

[1]廣東電網(wǎng)公司.2014年廣東電網(wǎng)珠海供電局“4·24”220kV南屏變電站110kV母線失壓事件調(diào)查報告書[R].2014.endprint