潘进贤
国网福州市供电公司，福建 福州 350004
摘要：随着电网的不断发展，气体绝缘封闭开关设备（GIS）在电网中使用越来越广泛。本文对单一操作孔设计的三工位开关在双母线接线变电站倒闸操作中可能引起的误操作进行阐述，并且提出一些防范措施和建议。
关键词：三工位开关；操作机构；倒闸操作
0 引言
随着电网的不断发展，气体绝缘封闭开关设备（GIS）在电网中使用越来越广泛。目前，福州供电公司新投运变电站中的GIS设备已经普遍使用隔离开关（DS）/接地开关（ES）三工位结构，即DS-ES合一结构。三工位开关使得设备整体结构简化、尺寸减小，即节省了原材料，也减少了维护量。并且不存在空气绝缘的常规开关设备（AIS）中隔离开关（DS）和接地开关（ES）间各种可能的误操作。但是在变电倒闸操作和检修操作过程中如果处理解锁不当，也存在引起误操作的可能。本文对单一操作孔设计的三工位开关在双母线接线的变电站倒闸操作中可能引起的误操作进行阐述，并且提出一些防范措施和建议。
1 三工位开关的结构
三工位开关是将DS和ES组合成一个整体，共用一个动触头和一个操作机构，如图1所示。三工位开关有三种工作状态，分别为隔离开关合闸位置，隔离开关、接地开关都处于分闸位置，接地开关合闸位置，如图2、图3、图4所示。
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图1 三工位隔离接地开关结构
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2 三工位开关的危险点
某变电站110kV侧采用双母线接线型式，110kV侧各间隔GIS设备均采用三工位开关。如图5所示，1711隔离开关和1716丙接地开关、1713隔离开关和1716乙接地开关为三工位开关。正常运行方式下，171间隔接在110kVⅠ段母线运行，即1711、1713隔离开关和171断路器在合位，1712隔离开关和1716甲、1716乙、1716丙接地开关在分位。
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图5双母线接线型式的出线间隔
可能引起的误操作有下列几种：
（a）操作指令：110kV**线171线路由接Ⅰ段母线运行倒至Ⅱ段母线运行。当电动操作失灵或电动操作机构故障，在合上1712隔离开关后，需要解锁手动操作断开1711隔离开关。由于操作机构没有机械限位可能造成误合上1716丙接地开关，使得110kVⅡ段母线接地。
（b）操作指令：110kV**线171线路由接Ⅱ段母线运行倒至Ⅰ段母线运行。当电动操作失灵或电动操作机构故障，需要解锁手动操作合上1711隔离开关。如果手动操作摇柄旋转方向错误，可能造成误合上1716丙接地开关，使得110kVⅡ段母线接地。
（c）操作指令：110kV**线171线路由接Ⅰ段母线热备用转接Ⅱ段母线热备用。当电动操作电源消失，首先需要解锁手动操作断开1711隔离开关。由于操作机构没有机械限位可能造成误合上1716丙接地开关。接着再合上1712隔离开关时，造成110kVⅡ段母线接地。
对于部分GIS设备还可能存在将出线间隔中线路侧隔离开关与线路侧接地开关设计为三工位开关，即1713隔离开关和1716甲接地开关合一结构。当T型接线线路的某一支路开关需要停电检修时，例如，操作指令：110kV**线171开关由运行转冷备用。当电动操作失灵或电动操作机构故障，需要解锁手动操作断开1713隔离开关。如果手动操作摇柄旋转方向错误，可能造成误合上1716甲接地开关，使得线路接地短路。
对于单一操作孔设计的三工位开关，由于隔离开关和接地开关之间仅有电气控制回路闭锁，不存在机械闭锁。操作人员在就地机构箱手动操作时，如果出现误操作，造成母线或线路的接地短路将直接危及操作人员的生命安全。并且，母线倒闸操作过程中需投入母线互联压板，期间任意一段母线接地故障将造成母线保护动作断开两段母线上所有进线和出线间隔的断路器，扩大事故以及停电范围。同时也对电网的稳定性造成破坏，对电力设备造成损坏。
3 三工位开关的防范措施
针对单一操作孔设计的三工位开关在倒闸操作中可能存在的危险点，目前，福州供电公司主要采取的防范措施是对于三工位开关就地机构箱五防锁具不进行采码，就地机构箱操作的防范等级等同于解锁操作。依据国家电网公司电力安全工作规程5.3.6.5规定：解锁工具（钥匙）应封存保管，所有操作人员禁止擅自使用解锁工具（钥匙）。若遇特殊情况需解锁操作，应经运维管理部门防误操作装置专责人或运维管理部门指定并经书面公布的人员到现场核实无误并签字后，由运维人员告知当值调度人员，方能使用解锁工具（钥匙）。
此外，还应加强对于操作人员的相关培训，提高防范意识，严格按票执行，禁止擅自解锁操作。倒闸操作过程中禁止强制将电气控制回路闭锁点短路进行操作，禁止直接捅分合闸接触器进行操作。当发现闭锁逻辑异常或操作机构异常时，应立即停止操作并向发令人报告，尽快填报缺陷待检修人员处理。操作过程中还应加强监护，每项操作完成后操作人和监护人应认真核对机械指示和电气指示，手动操作过程中监护人应实时观察机械位置指示的变化，提示操作人操作进程。
4 建议
对于单一操作孔设计的三工位开关提出了一些建议如下：
（a）针对新建双母线接线形式变电站规划设计阶段应尽量避免采用单一操作孔设计的三工位开关。
（b）对于已投运变电站采用单一操作孔设计的三工位开关，就地机构箱操作孔处应明显标记开关分合的旋转方向，同时在操作孔旁增设安全警示看板，提示操作注意事项。
（c）对于就地操作机构箱机械位置指示观察窗的设计位置应便于操作人员观察。
（d）在三工位开关机械位置指示旁增设一个五防锁。例如，操作指令：110kV**线171线路由接Ⅰ段母线热备用转接Ⅱ段母线热备用。首先断开1711隔离开关后再合上1712隔离开关，强制防误逻辑在操作断开1711隔离开关后经过五防对位开关确已操作到位，在进行下一步操作，防止误合上1716丙接地开关而造成误操作。
（e）对于三工位开关内部结构进行相关改进。采用类似ABB LTB14501/B型号断路器手动储能机构，当手动储能操作到位后机构自行脱扣形成空转。例如，手动操作断开1711隔离开关后，操作机构脱扣形成空转，防止误合上1716丙接地开关而造成误操作。
（f）对于三工位开关操作机构设计为同轴双齿轮结构。一个齿轮用于操作分合隔离开关，另一个齿轮用于操作分合接地开关。例如，手动操作断开1711隔离开关时，使操作杆与第一个齿轮契合，当操作到位后机构自行脱扣形成空转。如果需要继续操作合上1716丙接地开关，则需要调整操作杆位置使之与第二个齿轮契合。该设计即可以防止断开隔离开关时因没有机械限位而误合接地开关，同时也可以防止由于操作杆旋转方向错误而造成误操作。
5 总结
三工位开关具有结构简化、尺寸小，节省原材料，减少维护量等优点，但是在变电倒闸操作和检修操作过程中如果处理解锁不当，也存在引起误操作的可能。本文提出的对于单一操作孔设计的三工位开关的一些防范措施和建议，能够在一定程度上避免可能引起的误操作。
参考文献
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