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摘要:隔离刀闸作为变电站重要的一次设备,在任何状态下要确保隔离刀闸控制回路与闭锁回路可靠动作。变电站采取的各种防误操作技术能有效控制减少误操作及恶性事故的发生,保证人身、电网、设备的安全起到了关键性作用。隔离开关在操作中出现分/合闸不正常的故障现象,本文以变电站隔离开关控制回路与闭锁回路进行探讨分析。
关键词:隔离开关;控制;闭锁;预防措施
前言
220KV变电站对隔离开关的控制,可以采用就地和远方控制两种方式,由于隔离没有灭弧装置,隔离开关不能用来通断大电流,所以隔离开关和断路器之间必须有闭锁。
1、隔离开关的控制回路
隔离开关的控制分就地和远方控制两种方式。由制造厂配套供应的隔离开关操动机构有电动、气动和电动液压传动等型式,都具备就地和远方控制操作的条件。220KV及以上倒闸操作用的隔离开关一般采用远方和就地控制两种方式。而且操作首选采取远方操作,就地检查隔离开关位置动作正常与否。
1.1隔离开关控制接线的构成原则:
1.1.1为防止带负荷拉合隔离开关,其控制回路必须和相应的断路器闭锁,以保证断路器在合闸状态下,不能操作隔离开关。
1.1.2为防止带接地线合闸,其控制回路必须和相应接地刀闸闭锁,以保证接地刀闸在合闸状态下,不能操作隔离开关。
1.1.3操作脉冲必须是短时间的,并且在完成操作后能自动撤除。
1.1.4操作用隔离开关应有其所处状态的位置指示信号。
2、隔离开关的位置指示信号
为了便于值班人员了解隔离开关的操作情况及监视隔离开关的断、合是否良好,一般都需在控制屏上装设隔离开关位置指示器。变电站不需要经常倒换操作的隔离开关可以不装设位置指示器,或者可以用手动模拟牌来表示。对需要经常操作的隔离开关或35KV~500KV重要回路的隔离开关,可以装设电动式位置指示器。
2.1 电动式位置指示器
隔离开关位置信号最常用的是MK-9T型信号器。当信号回路采用弱电系统时也可以采用LM1型和GM1型隔离开关指示器。
MK-9T型信号指示器主要由两个电磁线圈和一个永久磁铁做的舌片组成,见图1。水久磁铁做的舌片安放在线圈磁场中,黑色指示标线与舌片固定连接,当线圈磁场方向改变时,带磁性的舌片将改变自己的位置,黑色指示标线也跟着改变自己的位置。而线圈磁场方向的改变是利用隔离开关辅助触点来实现的。
MK-9T型信号指示器的工作原理如下:⑴当隔离开关QS 处于合闸位置时,其辅助常开触点QS.1闭合,电流流过指示器H的电磁线圈1,黑色指示标线停留在垂直位置;⑵当隔离开关QS处于跳闸位置时,其辅助常闭触点QS.2闭合,电流流过指示器H的电磁线圈2,黑色指示标线停留在水平位置;⑶当两线圈均无电流流过时,黑色指示标线在弹簧作用下停留在45º角位置。
图1 MK-9T型位置指示器
(a)外形图(b)内部结构图(c)二次回路
3、隔离开关的误操作闭锁回路
隔离开关由于没有灭弧装置,不能接通或断开负荷电流。如果违反操作规程,在带负荷的情况下拉、合隔离开关,将造成严重的后果。因此,为了防止隔离开关的误操作,除了在隔离开关控制电路中串入相应断路器的辅助常闭触点外,还需在隔离开关的控制电路中装设专门的闭锁装置。闭锁装置分为机械闭锁和电气闭锁两种型式。6KV~10KV配电装置,一般采用机械闭锁装置;35KV及以上配电装置,通常采用电气闭锁装置。
3.1机械闭锁
机械闭锁一般用于比较简单的配电装置中,目前用的比较多的是防误操作程序锁。锁由锁体、锁轴及钥匙等几个部分组成,其中锁体是主体部分,上有钥匙孔,孔边有两个圆柱与钥匙的两个编码圆孔相对应。锁轴是锁对开关设备的闭锁执行元件,直接控制设备的操作,它的运动受两把钥匙的控制。当具有两把钥匙时,锁轴被释放,设备才可以进行操作。操作后上一程序钥匙被锁住,下一程序钥匙取出,此时锁轴被制止,而将设备闭锁。
3.2电气闭锁
3.2.1 电气闭锁装置
电气闭锁装置是采用电磁锁实现的操作闭锁。电磁锁的结构图如图2所示。
电磁锁的结构示意图2
1-电锁;2-电钥匙;3-插插座;4-锁芯;5-弹簧;6-插头
7-线圈;8-电磁铁;9-解除按钮;10-钥匙环
电磁锁由电锁1和电钥匙2组成。电锁由锁芯、弹簧和插座组成;电钥匙由插头、线圈、电磁铁、解除按钮、钥匙环组成,电锁装在每个隔离开关的操作机构上。电钥匙是可以取下来的,全厂(站)备有2~3把电钥匙作为公用。只有在相应断路器处于跳闸位置时,才能用电钥匙打开电锁,对隔离开关进行合、跳闸操作。
磁锁闭锁原理是:用电锁锁住操作机构的转动部分,即锁芯在弹簧压力作用下,锁入操作机构上的小孔内,使操作手柄不能转动。当需要断开隔离开关QS时,必须先跳开断路器QF,使其辅助常闭触点QF1闭合,将电锁的插座加上直流电源,然后将电钥匙的插头插入插座,则线圈中就有电流流过,电磁铁被磁化吸出锁芯,锁被打开,即可用操作手柄拉断隔离开关。隔离开关断开后,取下电钥匙插头,使线圈失电,释放锁芯,锁芯在弹簧压力作用下锁入操作机构下边的小孔内,锁住操作手柄。当需要合上隔离开关时,只有断路器在断开状态,才能打开电磁锁,操作隔离开关,从而可靠避免了带负荷拉、合隔离开关。
3.2.2 电气闭锁回路
隔离开关的电气闭锁回路与电气一次接线的方式有关。刀闸的闭锁就是在刀闸的合闸回路串入接地刀闸和开关的辅助接点,以防止带接地线(刀闸)合刀闸,防止带负荷合刀闸。当满足刀闸的合闸条件时才允许发出合闸指令。
4、控制回路故障处理措施
4.1 隔离刀闸直流接地和交流短路故障。由于变电站隔离刀闸电动操动机构箱门密封胶边老化掉落、密封不严,氧化锈蚀等原因造成结构箱内潮湿,绝缘降低引起的。针对这种情况,要做好定期检修、维护、防潮等工作,加强雨雾天气的巡视工作。
4.2 由于隔离刀闸的控制回路中存在利用断路器和接地开关的辅助触点来闭锁隔离刀闸的回路,所以对于由于二次回路故障导致隔离刀闸操作困难,运行人员首先要检查操作是否正确,确保能够满足解锁条件。根据隔离刀闸机构箱的交流接触器是否励磁来判断是操作控制回路故障还是电动机控制回路故障。当交流接触器励磁动作,说明操作控制回路没有问题,故障点在电动机控制回路或者一次设备上;当交流接触器的励磁不动作,说明故障点在操作控制回路上,可以结合控制回路图去查找故障。
4.3 确保隔离刀闸的操作电源是否正常,断开操作电源空气开关,以防隔离刀闸误动。在机构箱将远方就地操作把手由“远方”打至“就地”,用五防钥匙使控制回路五防接点接通,按下机构箱就地合闸按钮,使回路接通,根据控制回路图检查控制回路上的每一个元件引出端子排的接线点。从正电源依次开始测量其电压,测量到正电压说明接点完好,当测量元件一侧为正电压,另一侧为负电压或者只有几伏的虚电压时说明故障点就在这个元件上。
5、结束语
隔离开关控制闭锁回路是防误操作最基本的功能,变电站操作过程出现的断路器在合位状态下却不能闭锁两侧隔离开关误操作的特殊情况,虽然此类事件在实际运行中出现次数不多,继保维护人员定期对隔离开关二次回路进行检查,同时对隔离控制闭锁回路出现异常要及时分析原因,避免同类事件发生。
参考文献:
[1]陈堂,赵祖康,陈星莺 等编著.配电系统及其自动化技术.北京:中国电力出版社,2003
[2]]夏辉军,代晖,刘明福.220kV隔离开关电气闭锁回路的分析[J].四川电力技术,2008