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“五防”保安全 ----高压开关柜机械联锁的探讨

2016-04-17 21:18:12 水阻柜网 阅读

高压开关柜的"联锁"是保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要措施。GB3906-1991《3-35 千伏交流金属封闭开关设备》对此作了明确规定。一般把"联锁"描述为:防止误分、误合断路器;防止带负荷分、合隔离开关;防止带电挂(合)接地线(接地开关);防止带接地(开关)合闸;防止误入带电间隔。上述五项防止电气误操作的内容,简称"五防"。"五防"装置一般可分为机械、电气和综合三类。目前,市场上高压开关梧类型很多,大多数都有较完善的联锁方式。 但仍有不少高压开关柜的联锁尤其是机械联锁不完善,尚不能完全达到"五防"要求。为此,本文着重就机械联锁提出一些看法,与同仁探讨。 

高压开关柜联锁实现方式 

在固定柜和手车柜中。众所周知隔离开关无专门的灭弧装置,一般不能用来接通或切断负荷电流。在固定柜中,断路器与隔离开关的联锁关系明确,即只有在断路器分断的情况下才能操作隔离开关,隔离开关和断路器之间的机械联锁关系较易实现。如在GG-1A(F)中,为防止带负荷分、 合隔离开关,常采用一个扇形撞块和圆板结构,与操作隔离开关的 CS6-1 机构上的弹性定位锁配合,在断路器合闸时,圆板阻止定位锁拔出,从而防止带负荷分闸。但手车柜的情况有所不同,,手车迸出实际上相当于固定柜中隔离开类的合分操作,因而对隔离开关的联锁要求同样适用于手车的进出要求。 当手车在试验位置与工作位置之间移动时,必须保证断路器处于分闸状态,不得合闸,即应具有所谓的"合闸闭锁"。在投运的各型手车柜中,"合闸"电气闭锁一般通过将反映手车位置的行程开关接点串入断路器的合闸回路中来实现。

断路器两侧的隔离开关的操作顺序 

GG-1A(F)一 07 方案对断路器两侧的隔离开关的操作顺序规定如下:在停电时,先断开线路侧隔离开关 在送电时,要先合上母线侧隔离开关。 其作用是为了保证在万一发生错误操作时,能借助于断路器的保护作用尽量缩小事故范围,避免人为扩大事故。 停电时先断开线路侧隔离开关的理由是如果停电中发生误操作,如断路器尚未断开电源,而先分隔离开关造成带负荷拉闸;或者当分隔离开关时,又错分了不应停的线路隔离开关都将引起弧光短路。在上述情况下,如果先分线路侧隔离开关,由于弧光短路点在断路器外侧,所以开关的保护装置会动作跳闸切除故障,缩小了事故范围。反之,送电时,如果断路器误在合闸位置,后合母线侧隔离开关时,等于母线侧带负荷送电。必将发生弧光短路,而使故障扩大。这种情况下,如先合母线侧隔离开关,然后再合线路侧隔离开关,就等于用线路侧隔离开关带负荷合闸,一旦发生弧光短路,由于短路点在断路器外侧,故断路器保护即可动作跳闸,切除故障,缩小事故范围。 因此送电时要先合母线侧隔离开关。 能按上述操作顺序分合隔离开关当然是件好事,但实际上要保证断路器两侧隔离开关严格按上述顺序操作是困难的。 对环网开关及母联开关来说,本身较难区分母线及线路侧。对手车柜而言,则断路器两侧的触头是同时进出的。如果电流互感器装于隔离开关外侧,则情况也会有所不同。 所以只有确实保证断路器与隔离开 关之间的联锁可靠性,才能从根本上解决上述误操作隔离开关的问题。电气安规与联锁要求的冲突 历年来,犬量电气事故的统计表明,人身触电伤亡和电气设备事故,往往与电气工作人员的技术业务水平有着直接关系。 严格按电气安全工作规程操作,能有效减少并避免误操作事故的发生。但在实际工作中,往往会发生规程与联锁相互冲突的情况。如 KYN28A-12、JYN6-12等出线侧装有接地开关的开关柜,由于有联锁功能,开关柜的电缆室门或盖板)在未合上接地开关前无法打开,以防误入带电间隔。 而规程规定只有确认线路无电后才能合接地开关,这样势必要打开柜门经验电确认线路无电后才能操作接地开关,规程与联锁要求相互冲突。为解决此类问题,可采用以下方法一是线路侧加装带电显示,观察无电后合接地开关,或是在接地开关操作杆上加装电磁锁,确保线路有电时不能合接地开关。二是在柜门上开缺口允许谨慎验电。三是在电缆室门(或盖板)上配装紧急解锁装置由专业人员用专用工具解锁。 主动式联锁与被动式联锁 对于"五防"中的每项联锁要求,无论是固定柜还是手车柜,尽管其柜型、一次方案存在多样化,但都可以设计出各种方案来实现联锁功能。归纳起来,机械联锁主要有两种形式,即主动式和被动式。 所谓"主动式联锁"是指在该种联锁状态下,若无正常的解锁条件,不会被解锁,从而保证误操作根本无法执行。例如当断路器处于合闸位置时,机械上应保证隔离开关或隔离插头被闭锁而无法操作,即使错误操作也不会产生不良影响。 "被动式联锁"是指在该种联锁状态下,可能由于非正常原因,出现解锁条件,使闭锁解锁。如在闭锁状态下操作隔离开关或推拉手车虽然隔离开关尚未动作 或隔离插头没有产生位移,但由于联锁的存在而使断路器分闸,从而使隔离开关或隔离插头的联锁被解除。显然,这种被动式联锁形式会引起断路器误分闸。 高压开关柜的设计中不希望采用"被动式"联锁,应尽量采用"主动式"联锁。 例如对于手车采用杠杆进出的开关柜 在断路器合闸状态下,机械上使手车进出摇柄的孔被封堵住,摇柄根本无法插进 当然手车也就不可能移动。 再如操动接地开关的插入孔设计成在允许条件下才被打开,否则,该插入孔被封堵,错误的操作就不可能实施。现行使用的各类开关柜中,有不少机械联锁采用"被动式"联锁,随着开关柜设计水平的提高,应尽可能避免这种方式。 “五防”联锁的完整性 国家标准中对于“五防”得要求除了防止误分、误合断路器这一条允许提示性的方法外,其余联锁关系必须在开关柜结构中完备实现。从开关柜的操作来看,每一项联锁要求,都在一定的操作程序中体现出来,因此不管是合闸程序还是分闸程序都要达到联锁要求。防止带负荷分合隔离开 关 防止带电挂(合)接地线(开关)和带接地线(开关)合闸。 但是,上述二项要求有时并非要在同一柜中而是要求在柜间实现,这时机械联锁往往不能满足要求。 机械联锁的可靠性 高压开关柜的机械联锁装置不管平常使用频率如何,都应做到在使用寿命期内灵活可靠,并能有效防潮、防霉、防锈、不卡涩,其结构应简单明了,操作维护方 便。 高压开关柜在使用过程中,还会遇到由于操作者的疏忽或非正常操作力而造成"非正规操作"的情况。在这种情况下,高可靠的联锁应做到对操作者可能出现的"非正规操作"有充分的预防或阻止能力。即使在某些情况下进行了错 误操作,也应该做到错误操作可纠正并且可方便地恢复正常操作,不至于引起重大的设备或人身事故。 五防闭锁在 10kV 用户站中的应用 摘 要10 kV 用户站是廊坊地区用户配电的主要形式该文对 10 kV 用户站高压柜五防闭锁应用形式进行分析。 关键词10 kV 用户站;高压柜;五防闭锁 中图分类号TM632+.1 文献标志码B 文章编号:1003-0867(2006)08-0022-03 随着国民经济的发展 电力需求不断增长。 河北省廊坊地区 10 kV 作为主要配网形式伸入负荷中心使用户对 10 kV 开关柜用量激增。KYN28A 型高压开关柜因为运行可靠、检修维护方便、安全性能好得到了大量的应用。 在 10 kV 用户站中一般产权归用户所有 高压开关柜由用户站维护。 而用户站电工的技术水平目前还无法和变电运行专业人员相比。 为达到用户站电工操作安全 设备正常运行的目的 要求设计人员在 10 kV 用户站高压开关柜的设计过程中 考虑一套完备的防止误操作措施。 1 10 kV 用户站的基本配电形式 10 kV 用户站受用户变压器台数、容量及成本限制一般采用图 1 接线方式。 图 1 10 kV 用户站接线方式 1# 进线计量柜加装计量 TV 手车和计量用电流互感器形成计量回路作为供电计费用。 2# 保护 TV 柜在一次母排上并联保护 TV 手车形成二次操作电源三相电压显示及加装二次消谐装置。 3# 受电开关柜为主断路器柜给出线断路器提供电源及作为后备保护。 4#、5# 出线柜为变压器提供电源和相应的保护。 

2 五防闭锁防止误操作要点 

2.1 五防闭锁要求 

1防止带负荷拉合断路器手车 

1防止误分合断路器 

1防止接地开关在闭合位置时关合断路器

1防止误入带电间隔室

1防止在带电时误合接地开关。 

2.2 防止误操作要点 

1#进线计量柜计量 TV 手车作为隔离手车不具备接通和开断负荷的能力。因此在带负荷的情况下不允许拉合手车。在进行计量 TV 手车操作时必须保证将与之配合的 3#断路器柜断路器分闸。 3#柜4#、5#出线柜都有断路器手车存在误合误分断路器的可能性。 4#、5#出线柜有接地开关存在接地开关在闭合位置时合断路器及在带电时误合接地开关的可能性。 误入高压柜后门及进电缆室前门的可能性。 手车在工作位置拔除二次插头的可能性。 

3 解决方案 

3.1 在有断路器的高压柜中加装机械联锁装置 断路器手车在试验或工作位置时断路器才能进行合分操作而且在断路器合闸后手车无法移动防止了带负荷误拉合断路器手车。 仅当接地开关在分闸位置时断路器手车才能从试/断开位置移至工作位置。仅当断路器手车处于试验/断开位置时接地开关才能进行合闸操作接地开关可带电压显示装置 。这样实现了防止带电误合接地开关及防止接地开关在闭合位置时关合断路器。 接地开关处于分闸位置时下门及后门都无法打开防止了误入带电间隔。 断路器手车确实在试验或工作位置而没有控制电压仅能手动分闸不能合闸。 断路器手车在工作位置时二次插头被锁定不能拔除。 

3.2 仪表室上装有提示性的按钮或者 KK 型转换开关以防止误分、误合断路器 以上两种措施在廊坊供电公司变电站内得到了广泛的应用 本文不详加描述。公司内变电站对隔离手车并不采取五防措施针对防误要点用户站就要采取防误措施。以下介绍两种可行方案。

方案一

1# 进线计量柜计量 TV 手车同 3#断路器柜间加装“两锁一钥匙”程序锁。“两锁一钥匙”工作过程见图 2 图 2 两锁一钥匙工作过程 计量TV手车在试验位置和中间位置(试验位置和工作位置之间的位置)手车可摇进摇出,钥匙不可拔出。在工作位置钥匙可拔出同时计量 TV 手车锁止不可移动。 断路器手车在试验位置钥匙可拔出在工作位置钥匙不可拔出。 这样在送电运行后只有把断路器手车跳闸摇至试验位置以后才可取下钥匙插在计量 TV 手车的程序锁内把计量 TV 手车摇出。从而避免了带负荷拉隔离手车。另外为防止操作人员用力过大摇坏程序锁从而断路器仍在工作位置合闸状态下摇出计量 TV 手车。可同时在断路器内二次回路中的合跳闸回路中串接计量 TV 手车的行程位置接点,原理图见图 3 图 3 串接计量 TV 手车行程位置接点原理图 从图中可以看出只有当计量 TV 手车在工作位置或试验位置时断路器才可以合闸。 当在运行状态下试图摇出计量 TV 手车时断路器就会跳闸。 

方案二

1# 进线计量柜计量 TV 手车增设电磁锁。当电磁锁得电的情况下电磁锁锁止销子打开计量 TV 手车可摇动。电磁锁失电时电磁锁锁止销子锁止电磁锁不可移动。电磁锁同3#断路器柜联络原理图见图 4。 从图 4 中可以看出 图 4 电磁锁与断路器联络原理图 当 3# 断路器柜断路器合闸时断路器辅助接点 QF 打开电磁锁失电计量 TV 手车不可 移动。 当 3#断路器柜断路器分闸时断路器辅助接点 QF 闭合电磁锁得电计量 TV 手车不可移动。 由此可以看出此种方案也可起到防止带负荷拉计量 TV 手车的作用。 同时为防止操作人员用力过大摇坏电磁锁此种方案也需要在 3#受电断路器柜合跳闸回路中增加同第一种方案相同的电气闭锁回路。 此种方案在三河汇福粮油有限公司高压配电室中应用时 出现了电磁锁烧毁现象。 过程如下 当时送电至 1#进线计量柜而现场由于不急于用电所以 3#断路器柜断路器未合闸造成了 1#进线计量柜电磁锁长期带电而电磁锁不可以长时间带电因而造成了电磁锁烧毁现象。 经过分析将电磁锁控制回路更改见图 5。 图 5 更改后电磁锁控制回路 回路中增加了主令开关。当需要摇出计量 TV 手车时手动跳开 3#断路器柜断路器闭合主令开关就可摇出计量 TV 手车。运行时打开主令开关电磁锁失电电磁锁锁止不可摇出计量 TV 手车。从而一方面起到了防止误操作的目的另一方面也防止了电磁锁烧毁。 以上两种方案在廊坊地区 10 kV 用户站中得到了广泛的应用。

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