變電站防誤閉鎖系統(tǒng)的擴展應(yīng)用實例分析

申定輝， 于曉蕾

(1.國網(wǎng)六安供電公司， 安徽 六安 237000；2.國網(wǎng)安徽眾興電力設(shè)計院有限公司， 安徽 合肥 230000)

0 引言

變電站內(nèi)，各類箱體數(shù)量多，且型號、規(guī)格不統(tǒng)一，造成現(xiàn)場運維管理的困難。多年來，變電運維人員也在積極探索解決方法，但效果不是很理想。

在實際的運維過程中，對柜門管理不善也導致過很嚴重的事故。2011年10月11日，某330 kV變電站按計劃進行1號變壓器單元停電檢修。工作期間，工作班成員在未告知任何人的情況下，獨自在4號屏(主變壓器故障錄波器柜)端子排上打開ⅢD-41電流端子連片時(回路編號為A4262)，發(fā)現(xiàn)打火花，3號主變壓器跳閘，110 kV母線失壓，導致所供6座鐵路牽引變壓器及15座110 kV變電站失壓[1]。

在此次事故中，工作班成員沒有認真核對設(shè)備名稱，擅自打開本沒有工作的二次屏柜(本應(yīng)上鎖)，誤將3號主變壓器電流端子當成1號主變壓器的電流端子，打開連片，是造成變壓器差動保護動作的主要原因。此次事故也反映出變電站內(nèi)長期以來，對于二次屏柜的管理存在缺陷和不足，使得二次屏柜的柜門不具有防誤動的特性。缺陷存在于兩個方面：(1)在變電站內(nèi)，同一類上鎖的二次屏柜鎖的鑰匙是通用的，一把鑰匙可以打開多個柜門；(2)由于設(shè)計以及制作工藝的問題，柜門并未上鎖，而是采用上下緊扣式的開啟方式，不存在閉鎖功能。

相比較室內(nèi)的二次屏柜而言，室外端子箱和開關(guān)機構(gòu)箱的問題相似，但可能造成的后果則更為嚴重。第一個問題則是與端子箱一樣，一把鑰匙可以開啟多個端子箱；第二個則是因端子處于室外，鎖具本身質(zhì)量又較差，經(jīng)常會出現(xiàn)由于鎖具破壞或銹蝕導致柜門不能開啟和關(guān)緊的情況，這將會造成一系列的問題[2,3]。(1)對于開關(guān)機構(gòu)箱，是旋轉(zhuǎn)直開式的設(shè)計，無任何防誤動的措施，一旦被人為地開啟，誤碰跳閘回路，將造成開關(guān)跳閘等一系列問題；(2)對于室外的端子箱，柜門不能鎖死，遇到大風、雷雨天氣，柜門有可能自動開啟，使得端子箱內(nèi)設(shè)備淋濕、受潮，引起短路現(xiàn)象，甚至造成開關(guān)跳閘；(3)柜門不能上鎖，一旦小動物竄入，特別是嚙齒類動物，破壞線路絕緣層，可能會造成短路繼而引起開關(guān)跳閘、保護失電等惡性事故。

2016年國家電網(wǎng)公司運檢部發(fā)布了涉及變電檢測、檢修、評價、驗收和運維工作的五項通用制度管理規(guī)范。在變電分冊中，對變電站的端子箱柜門、二次屏柜門和開關(guān)機構(gòu)箱門的管理也提出了具體要求。

從上面的分析可以看出，無論是運行實際需要，還是已有的事故教訓以及國網(wǎng)運檢部的具體要求，加強對變電站內(nèi)的各類端子箱門、二次屏柜門和柜門的管理，是迫切而必要的。本文從運行實際出發(fā)，依托變電站具有“安全生命防線”的防誤閉鎖管理系統(tǒng)[4]，將各類柜門納入變電“五防”管理，從管理和技術(shù)手段上，降低各類柜門被誤動的隱患。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

1.1 變電站現(xiàn)狀

市公司現(xiàn)管轄變電站50余座，通過對所管轄的變電站的二次屏柜和端子箱進行排查，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，山區(qū)因為空氣潮濕，變電站的鎖具銹蝕程度大，出現(xiàn)鑰匙不能開鎖的概率高；在二次屏柜中，不具有上鎖功能的屏柜占比將近三分之一；開關(guān)的機構(gòu)箱因很少操作，已經(jīng)上鎖的機構(gòu)箱打開困難，而未上鎖的帶把旋鈕式柜門占到十分之一的比例。具體如圖1所示。

(a)上下緊扣式柜門

1.2 E匙通應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研

E匙通的設(shè)計思想是，將全站除“五防”管理以外的具有鎖具的設(shè)備整合起來，進行統(tǒng)一鎖口改造，并配置具有電子功能的鑰匙，對全站的二次屏柜柜門、端子箱門進行管理[5,6]。目前已在少量變電站作為試點配置E匙通系統(tǒng)。通過調(diào)研使用情況發(fā)現(xiàn)以下問題：

(1)進行改造后的E匙通鎖口，并不能解決鎖具銹蝕和損壞問題。在遇到鎖具銹蝕和損壞時，E匙通將失去效用。如在一次220 kV線路轉(zhuǎn)檢修的操作中，在操作到“斷開線路PT二次空氣開關(guān)”這一步驟時，需要打開開關(guān)的端子箱，但此E匙通的鎖口發(fā)生損壞，E匙通失效，原本幾分鐘就能解決的操作，在耽誤了將近2個小時后，對柜門采取了拆除措施后，才操作完成。

(2)E匙通的電子鑰匙的續(xù)航能力差，不能連續(xù)使用。E匙通屬于電子鑰匙，電池容量小，不使用時就會一直放在充電器上進行充電，也會對電池造成一定的損壞。有經(jīng)驗表明，E匙通的鑰匙從充電器上滿電情況下拿下時，在經(jīng)過10次左右的開、關(guān)端子箱的操作后，將會出現(xiàn)E匙通鑰匙失效的情況。

(3)E匙通的電子鑰匙經(jīng)常容易出現(xiàn)失效。由于E匙通的鑰匙屬于電子鑰匙，是電子設(shè)備，容易受到周圍強磁場環(huán)境的影響，造成E匙通鑰匙失效。

(4)E匙通不能解決開關(guān)機構(gòu)箱和二次屏柜本身沒有加鎖的情況。E匙通只能對具有鎖具的鎖口進行改造升級，而對于本身沒有鎖的柜門和箱門則無能為力。

2 防誤閉鎖系統(tǒng)數(shù)據(jù)改造

在五防系統(tǒng)內(nèi)建立隸屬二次屏柜、室外端子箱和開關(guān)結(jié)構(gòu)箱的五防子圖系統(tǒng)[7]，可以解決鑰匙的問題。以珠海優(yōu)特的五防系統(tǒng)為例，在220 kV六安變的五防系統(tǒng)內(nèi)，增加了開關(guān)匯控箱、端子箱和二次屏柜的子圖和細節(jié)圖。圖2為選取變電站的含各類柜門、箱門的五防全圖，圖3為220 kV側(cè)的開關(guān)匯控柜五防子圖，圖4為220 kV設(shè)備保護屏柜的子圖。

圖2 六安變含箱門五防全圖

圖3 220 kV側(cè)開關(guān)匯控箱五防子圖

3 鎖具改造

完成了五防系統(tǒng)的數(shù)據(jù)更新升級，關(guān)鍵因素里的鑰匙問題就迎刃而解。第二部分就要對鎖具進行改造。在現(xiàn)狀調(diào)查里，可以看到二次屏柜門、端子箱門和開關(guān)機構(gòu)箱門的構(gòu)造不盡相同，所以就需要針對不同的柜門特點，對柜門進行鎖具的改造。

3.1 改造方案一

有些柜門與柜體之間有高度差，即柜體與柜門不在同一平面，一般這種高度差5～6 cm左右，若在柜體與柜門之間安裝鎖具，有很大的困難。有些柜門與柜體雖然沒有高度差，但柜門全覆蓋在柜體的表面，無預留空間給予安裝鎖具。通過研究討論后，采用如圖5所示的改造方案，正常情況下，原鎖具處于開啟狀態(tài)，用一根金屬棒將原鎖具的開啟角度限制在最小，阻擋柜門開啟。當使用五防鎖開啟后，將金屬棒抽離，按壓原鎖具，開啟柜門。可按照此方案改造的柜門包括開關(guān)的機構(gòu)箱門、室外的端子箱門。安裝后效果圖如圖6至圖9所示。

圖5 改造方案一

圖6 開關(guān)機構(gòu)箱前門

圖8 開關(guān)端子箱門

3.2 改造方案二

對于柜體與柜門在同一平面的柜門，且柜門與柜體之間預留了安裝鎖具的空間的，通過研究討論后，采用如圖10所示的改造方案，正常情況下，原鎖具處于開啟狀態(tài)，在柜體和柜門上各安裝一個鎖孔，用五防鎖鎖住，阻擋柜門開啟。當將五防鎖開啟后，按壓原鎖具，開啟柜門?？砂凑沾朔桨父脑斓墓耖T包括開關(guān)的已安裝鎖具的二次屏屏柜和原無鎖的二次屏柜門。安裝后的效果圖如圖11至圖13所示。

圖10 改造方案二

圖11 原無鎖閉功能的保護屏柜

4 結(jié)語

從反饋效果看，在將各種柜門、箱門安裝五防鎖并納入防誤管理以后，安全作用凸顯。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)提高了檢修人員工作的安全保障水平。大型的現(xiàn)場工作，人多事雜，容易出現(xiàn)誤開柜門、誤動設(shè)備的隱患。將柜門鎖起后，柜門不會因為鎖具損壞而處于開啟狀態(tài)，工作人員也不會因有一把鑰匙就能誤開站內(nèi)的其他柜門；又因五防系統(tǒng)對于非運維人員的隔離性，在非強力破壞的情況下，最大程度地減少了各類柜門、箱門被誤動的隱患。

(2)加強了運維人員倒閘操作的安全防線。運維人員因長期在變電站站內(nèi)工作，會對現(xiàn)場存在一些習慣上的認識。二次保護屏柜有了五防鎖以后，對于運維人員的二次倒閘操作又多了一道安全防線。

(3)對于設(shè)備安全性的提升。對于室內(nèi)的保護屏柜來說，除去人為的誤動外，其他的隱患很少。但對于室外的端子箱，若柜門出現(xiàn)問題，不能鎖緊，則會造成一定的安全隱患。柜門不能鎖死，遇到大風、雷雨天氣，柜門有可能自動開啟，使得端子箱內(nèi)設(shè)備淋濕、受潮，引起短路現(xiàn)象，甚至造成開關(guān)跳閘。同時，若柜門不能鎖死，也有可能造成小動物竄入等惡性事件。

(4)經(jīng)濟效益明顯。與現(xiàn)狀調(diào)查中有些變電站已經(jīng)安裝的E匙通相比，本QC的經(jīng)濟效益明顯。一般來說，一個220 kV變電站的圈套E匙通系統(tǒng)造價高達十萬元，而改造鎖具、更新五防系統(tǒng)數(shù)據(jù)的全套費用大約在5000元，是E匙通的1/20。