6 kV高壓開關(guān)柜“五防”系統(tǒng)改進(jìn)方案

褚延廣，曹 建，甄亞男

(哈爾濱熱電有限責(zé)任公司，哈爾濱 150046)

0 引 言

電力系統(tǒng)的電氣操作需要一定的操作程序，每一個操作步驟是設(shè)定而且不可跳躍的，因此為了防止運行人員、檢修人員和其他的人員因為操作不當(dāng)而引起不必要的事故，提出了“五防”閉鎖的概念。

電力系統(tǒng)“五防”是指：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷移動斷路器手車；防止帶電合接地刀閘；防止帶接地線(刀閘)合閘；防止誤入帶電間隔。

“五防”閉鎖是防止運行人員的誤操作事故而采取的一種積極措施，防誤裝置的設(shè)計原則：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設(shè)備，均應(yīng)裝設(shè)防誤裝置和相應(yīng)的防誤電氣閉鎖回路。

目前,電力系統(tǒng)6 kV高壓開關(guān)柜的“五防”系統(tǒng)中，防止帶接地刀閘合斷路器所采用的多為機械閉鎖，可靠性比較低。當(dāng)機械閉鎖失靈并且接地刀閘在合閘位置時，斷路器也可能被推至工作位置，此時DCS畫面及開關(guān)柜上沒有任何報警提示，一但斷路器合閘必將造成嚴(yán)重后果。

因此，需要尋求一種方法，對6 kV高壓開關(guān)柜的“五防”系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。提出一種防止帶接地刀閘合斷路器的電氣閉鎖改進(jìn)方案，即將高壓開關(guān)柜接地刀閘輔助開關(guān)常閉接點加入到斷路器工作位置合閘回路中，形成有效的電氣閉鎖，以此避免帶接地刀閘合開關(guān)惡性事故的發(fā)生。

1 6 kV開關(guān)“五防”現(xiàn)狀

目前,電力系統(tǒng)6 kV高壓開關(guān)柜的“五防”系統(tǒng)中，防止帶接地刀閘合斷路器所采用的多為機械閉鎖，如圖1所示,接地刀閘在合閘位置時斷路器是無法推至工作位置的，此種閉鎖方式?jīng)]有參與到電氣控制回路中。當(dāng)機械閉鎖失靈,如圖2所示,機械閉鎖因操作不當(dāng)變形或因操作人員疏忽失去閉鎖功能，接地刀閘在合閘位置時也可以將斷路器推至工作位置，此時DCS畫面及開關(guān)柜上沒有任何報警提示，一旦斷路器合閘必將造成三相短路的嚴(yán)重后果。

圖1 接地刀閘機械閉鎖裝置

電力系統(tǒng)中的6 kV高壓開關(guān)柜均存在帶接地刀閘合斷路器的潛在風(fēng)險，一旦發(fā)生機械閉鎖失靈、“非正規(guī)操作”的情況，將造成帶接地刀閘合斷路器的惡性事故。由于發(fā)電企業(yè)6 kV廠用段是由高廠變或啟備變通過共箱母線供電，如果出現(xiàn)帶接地刀閘合斷路器操作，相當(dāng)于變壓器低壓側(cè)出口三相短路，必將造成變壓器燒損(如圖3所示)、機組停運的嚴(yán)重后果。此安全隱患對電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，應(yīng)予以消除。

2 改進(jìn)方案

將高壓開關(guān)柜接地刀閘輔助開關(guān)常閉接點加入到高壓開關(guān)工作位置合閘回路中，形成有效的電氣閉鎖。

目前高壓開關(guān)柜的接地刀閘輔助開關(guān)有1個常開接點和1個常閉接點。在不改變原設(shè)計其它功能的情況下，只需將高壓開關(guān)柜接地刀閘輔助開關(guān)的常閉接點引接至高壓開關(guān)工作位置合閘回路，即高壓開關(guān)柜接地刀閘只有在分閘位置時，輔助開關(guān)的常閉接點閉合，高壓開關(guān)工作位置合閘回路才能接通。發(fā)電企業(yè)6 kV高壓開關(guān)柜配置分為FC開關(guān)和斷路器兩種形式，其接線方式不同。FC開關(guān)控制回路如圖4所示，新增接地刀閘位置接點JD，此時發(fā)出合閘指令時，正電壓從101點通過DCS(1HA)、接地刀閘位置接點JD、工作位置輔助開關(guān)接點YW才能到達(dá)103點，開關(guān)在工作位置的合閘回路才能導(dǎo)通；如果接地刀閘閉合，此時接地刀閘位置接點JD斷開，控制回路不通，無法完成合閘。斷路器控制回路如圖5所示，新增接地刀閘位置接點JD,利用斷路器自帶合閘閉鎖回路，當(dāng)斷路器位于工作位置時，正電壓從101點通過接地刀閘位置接點JD、S9、S3位置輔助開關(guān)節(jié)點，合閘閉鎖線圈Y1勵磁，帶動其輔助接點S2閉合，合閘線圈Y3回路從107點至102點導(dǎo)通，此時發(fā)出合閘指令時，正電壓從101點通過DCS(1HA)到達(dá)107點，使合閘線圈Y3勵磁動作，完成斷路器合閘。如果接地刀閘閉合，此時接地刀閘輔助開關(guān)接點JD斷開，合閘閉鎖回路不通，Y1失磁，S2斷開，合閘線圈Y3回路從107點至102點不通，無法完成合閘。通過此種方式改造后，即使在機械閉鎖失靈或由于操作者的疏忽而進(jìn)行非正規(guī)操作的情況下，將高壓開關(guān)在接地刀閘合閘時推至工作位置時，由于此時合閘回路不通，也能有效地阻止帶接地刀閘合開關(guān)事故的發(fā)生，從而避免重大人身、設(shè)備事故的發(fā)生。

3 結(jié) 語

發(fā)電企業(yè)曾因機械閉鎖失靈、操作人疏忽造成帶接地刀閘合高壓開關(guān)的惡性事故，導(dǎo)致變壓器燒損，直接損失和間接損失很大，如變壓器返廠維修費用高，同時發(fā)生機組停運、停止供熱事故，造成嚴(yán)重的不良社會影響及經(jīng)濟損失。

目前在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的高壓開關(guān)柜接地刀閘位置反饋均未參與到電氣控制回路，故不存在電氣閉鎖。電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的微機五防、程序鎖等措施，雖然也可防止事故發(fā)生，但其投資較高，且工作人員可以使用鑰匙解鎖，只要是人員操作就必然存在不可控因素。此改進(jìn)方案提出，將高壓開關(guān)柜接地刀閘輔助開關(guān)的常閉接點串接入高壓斷路器工作位置合閘回路的方法，從根本上杜絕了人為因素的影響，彌補了原有設(shè)備的不足，可有效地防止帶接地刀閘合高壓開關(guān)事故的發(fā)生。哈熱公司8號機組6 kV廠用A、B段使用此改進(jìn)方案兩年多以來，運行效果良好，未發(fā)生影響設(shè)備正常使用的問題。其高壓開關(guān)控制回路其它功能保持不變，改造方案可操作性強，具有較好的經(jīng)濟性、實用性及可靠性。