遠(yuǎn)方投退電動(dòng)隔離開關(guān)電源回路的研究

方艷斌 雷亞蘭 李建東

摘 要：通過闡述電動(dòng)隔離開關(guān)現(xiàn)行的操作方法，指出其弊端，并研究從電動(dòng)隔離開關(guān)控制電源和電機(jī)電源回路相應(yīng)的改造方案，到現(xiàn)場實(shí)際驗(yàn)證回路更改的正確性，說明此次遠(yuǎn)方投入或退出操作電機(jī)控制和電機(jī)電源回路更改成功，為今后電動(dòng)隔離開關(guān)遠(yuǎn)方投退電機(jī)電源回路的設(shè)計(jì)提供了新方式。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)隔離開關(guān)；遠(yuǎn)方投退電源；電機(jī)控制回路；電機(jī)電源回路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.176

0 引言

隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中必不可少的一次重要設(shè)備，它可以在需要停電或檢修的設(shè)備和其他帶電部分之間，形成保障人身和設(shè)備的安全距離且有明顯可見的斷開點(diǎn)，這個(gè)斷開點(diǎn)主要是由人工或電機(jī)驅(qū)動(dòng)隔離開關(guān)操作機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。而電動(dòng)操作隔離開關(guān)可選就地、遠(yuǎn)方、手動(dòng)的操作，遠(yuǎn)方分、合操作在電機(jī)電源投入后，在監(jiān)控后臺(tái)就能操作隔離開關(guān)“分”、“合”，不但方便且具有較高的安全性。這為緊急事故狀態(tài)下設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換和正常倒閘操作節(jié)省了時(shí)間，同時(shí)也消除了運(yùn)行人員力量不夠而難以將手動(dòng)操作隔離開關(guān)操作到位的隱患。雖然節(jié)省了倒閘操作的時(shí)間和消除了隱患，但電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)因回路異常導(dǎo)通發(fā)生自動(dòng)分合的情況，會(huì)造成惡性事故，損壞設(shè)備及造成人員傷害。

1 概述

因隔離開關(guān)電源分、合回路誤導(dǎo)通使隔離開關(guān)發(fā)生自動(dòng)分合引發(fā)的事故事件主要發(fā)生在以隔離開關(guān)為電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的變電站，并且在電力系統(tǒng)還常有發(fā)生，為防止類似事故發(fā)生，云南電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)35kV及以上變電站《云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司現(xiàn)場電氣操作票業(yè)務(wù)指導(dǎo)書》中6.1.3.12條款規(guī)定了電動(dòng)機(jī)構(gòu)隔離開關(guān)的電機(jī)電源操作的相關(guān)要求，隔離開關(guān)處運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，隔離開關(guān)的電機(jī)電源回路空氣開關(guān)應(yīng)在退出位置。需要變更設(shè)備狀態(tài)時(shí)，在隔離開關(guān)操作前應(yīng)將電機(jī)電源回路空氣開關(guān)投入，隔離開關(guān)操作完成后將電機(jī)電源回路空氣開關(guān)退出。遠(yuǎn)方操作隔離開關(guān)，隔離開關(guān)電機(jī)電源也應(yīng)在操作前投入、操作后退出。

因此，運(yùn)行人員在運(yùn)行和倒閘操作時(shí)都是按此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，而造成了倒閘操作流程存在一些弊端。同時(shí)，隨著調(diào)控一體化運(yùn)行模式的推廣，變電站按無人值班設(shè)計(jì)，設(shè)備的操作逐漸由變電站轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心。目前的調(diào)控一體化模式下，僅能實(shí)現(xiàn)調(diào)控中心對(duì)斷路器的遠(yuǎn)方操作，隔離開關(guān)還不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作，原因如下：（1）需要派人去現(xiàn)場操作電機(jī)和控制電源。（2）需要人工在現(xiàn)場確認(rèn)設(shè)備操作結(jié)果。調(diào)控一體化“調(diào)而不控”，難以真正實(shí)行，優(yōu)勢得不到體現(xiàn)，而且增加了運(yùn)行人員的工作量和工作強(qiáng)度，因此，亟需解決隔離開關(guān)電機(jī)電源控制問題，使得調(diào)控一體化運(yùn)行模式能真正落地。

2 現(xiàn)場電動(dòng)隔離開關(guān)倒閘操作流程弊端

按標(biāo)準(zhǔn)在倒閘操作中執(zhí)行這種投退電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源的操作能夠有效地防止隔離開關(guān)誤分合，但在操作流程中產(chǎn)生一個(gè)問題：在進(jìn)行正常的倒閘操作時(shí)，要通過五防微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)來完成操作，當(dāng)運(yùn)行人員進(jìn)行遠(yuǎn)方操作電動(dòng)隔離開關(guān)時(shí)，應(yīng)投入隔離開關(guān)電源才能操作，在實(shí)際操作中有以下三種操作方式。

方式一：在兩人操作的基礎(chǔ)上，新增兩人作為輔助操作人，一組人在主控室進(jìn)行遠(yuǎn)方操作，另一組輔助操作人到現(xiàn)場使用五防機(jī)械解鎖鑰匙打開相應(yīng)隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱門投退隔離開關(guān)電源空氣開關(guān)，通過對(duì)講機(jī)與遠(yuǎn)方操作人溝通，操作人在進(jìn)行遠(yuǎn)方分合隔離開關(guān)的操作。這種操作方法弊端：在五防微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)及五防鎖具正常的情況下，使用五防機(jī)械解鎖鑰匙的操作，違反了網(wǎng)、省公司防誤閉鎖裝置管理中進(jìn)行解鎖操作的規(guī)定，容易發(fā)生誤操作。

方式二：在正常的兩人操作基礎(chǔ)上不新增輔助操作人，不使用五防機(jī)械解鎖鑰匙解鎖，只由正常的兩人操作。隔離開關(guān)需要遠(yuǎn)方操作時(shí)，操作人攜帶一把五防電腦鑰匙，監(jiān)護(hù)人監(jiān)護(hù)現(xiàn)場使用電腦鑰匙讀取機(jī)構(gòu)箱機(jī)械鎖碼并開鎖，按操作票所列項(xiàng)目投入或退出電機(jī)電源，在返回主控室進(jìn)行遠(yuǎn)方遙控操作隔離開關(guān)，操作完后回到現(xiàn)場檢查并退出電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源。弊端在于現(xiàn)場操作人需在主控室與現(xiàn)場之間往返跑，遇到大型操作，往返跑現(xiàn)象嚴(yán)重，操作人員負(fù)擔(dān)重，也使倒閘操作的時(shí)間延長，效率低。

方式三：兩人就地操作，帶著五防電腦鑰匙到隔離開關(guān)現(xiàn)場就地進(jìn)行操作，存在就地操作隔離開關(guān)過程中有發(fā)生瓷瓶斷裂、短路等對(duì)人身安全造成威脅的意外事故。

因此，針對(duì)以上三種方式操作帶來的弊端，改進(jìn)電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源投退操作方式是必要的。同時(shí)依據(jù)《云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司現(xiàn)場電氣操作票業(yè)務(wù)指導(dǎo)書》中6.1.3.12條款規(guī)定的電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源投入和退出操作順序，我們只要找到對(duì)電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源回路改造，符合標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)定的操作順序也是可行的。因此，本文對(duì)電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源回路進(jìn)行了研究，有以下電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源回路改造的構(gòu)想，并提出了一種變電站隔離開關(guān)控制電源、電機(jī)電源遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

3 電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源回路研究

3.1 電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)工作回路

在隔離開關(guān)控制回路、電機(jī)回路中（見圖1），我們可以分析出隔離開關(guān)就地分、合閘回路無任何電氣閉鎖，具體分析如下：

遠(yuǎn)方合隔離開關(guān)過程：將隔離開關(guān)控制電源QF2空氣開關(guān)、電機(jī)電源QF1合上，遠(yuǎn)方/就地把手（打至遠(yuǎn)方），遠(yuǎn)控合繼電器動(dòng)作接點(diǎn)閉合，其合閘過程為：QF2空氣開關(guān)接點(diǎn)→經(jīng)過12、10端子排→KM1繼電器→KM2接點(diǎn)（常閉）→SL1合閘限位行程開關(guān)（分閘時(shí)常閉）→SL3手、電動(dòng)閉鎖行程開關(guān)（無閉鎖時(shí)常閉）→XT端子排→GDH電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器接點(diǎn)（常閉）→SB2停止按鈕接點(diǎn)（常閉）→15、16端子排→回路導(dǎo)通，KM1繼電器勵(lì)磁帶電：（1）隔離開關(guān)控制回路中KM1常開接點(diǎn)閉合，形成自保持回路；（2）電機(jī)回路KM1接點(diǎn)閉合，電機(jī)正傳，隔離開關(guān)合閘。

從遠(yuǎn)方操作隔離開關(guān)合閘過程分析可知遠(yuǎn)方操作隔離開關(guān)分合閘，在回路內(nèi)無電氣閉鎖，操作時(shí)就地通過五防鑰匙打開隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)箱門鎖，通過切換遠(yuǎn)方/就地把手在遠(yuǎn)方位置，合上電機(jī)電源，即可在監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)方操作。如果隔離開關(guān)切換把手置于“遠(yuǎn)方”位置，合上控制電源空氣開關(guān)，斷開電機(jī)電源空氣開關(guān)，那隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)箱內(nèi)這些切換把手、控制電源、電機(jī)電源的狀態(tài)，是符合《云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司現(xiàn)場電氣操作票業(yè)務(wù)指導(dǎo)書》中6.1.3.12條款規(guī)定的電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源的一個(gè)操作狀態(tài)的，即使有遠(yuǎn)方分合隔離開關(guān)信號(hào)，電機(jī)電源不投入，隔離開關(guān)也不會(huì)分合。要遠(yuǎn)方分合閘，就需要人工來進(jìn)行電機(jī)電源的投入和退出操作，那就會(huì)來產(chǎn)生上述電動(dòng)隔離開關(guān)倒閘操作流程三種方式的弊端。因此，從最根本的人工來進(jìn)行電機(jī)電源的投退操作入手，從電機(jī)電源回路上優(yōu)化投退的操作，不需要人員來就地操作。

3.2 電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源回路研究

從隔離開關(guān)控制回路、電機(jī)回路中（見圖1）可以研究分析得出，電機(jī)控制回路在控制回路導(dǎo)通的情況下，隔離開關(guān)電機(jī)電源QF1不投入的情況下，電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)是不能分合隔離開關(guān)的，那我們就可以在電機(jī)控制回路中設(shè)置一個(gè)KM4接點(diǎn)和電機(jī)電源回路設(shè)置KM3接點(diǎn) （如圖2），使這兩個(gè)接點(diǎn)閉合斷開的繼電器可以設(shè)置在五防回路中（如圖3），在微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)上進(jìn)行電機(jī)控制電源和電機(jī)電源的投退操作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方投退電機(jī)控制電源和電機(jī)電源的操作。

遠(yuǎn)方投入電源過程：在五防微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)上操作五防離開關(guān)控制電源和電機(jī)電源合后→KA1繼電器→KA1接點(diǎn)閉合→①KM4繼電器→KM4接點(diǎn)閉合（電機(jī)控制回路導(dǎo)通）同時(shí)另一KM4接點(diǎn)閉合自保持， ②KM3繼電器→KM3接點(diǎn)閉合（電機(jī)電源回路導(dǎo)通）。遠(yuǎn)方投入電源操作完畢，就進(jìn)入到正常的遠(yuǎn)方合隔離開關(guān)流程。

遠(yuǎn)方退出電源過程：在五防微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)上操作五防離開關(guān)控制電源和電機(jī)電源分后→KA2繼電器→KA2接點(diǎn)斷開→①KM4繼電器→KM4接點(diǎn)斷開（電機(jī)控制回路斷開）， ②KM3繼電器→KM3接點(diǎn)斷開（電機(jī)電源回路斷開）。遠(yuǎn)方退出電源操作完畢，就進(jìn)入到正常的遠(yuǎn)方分隔離開關(guān)流程。

3.3 電動(dòng)隔離開關(guān)電機(jī)電源回路驗(yàn)證

隔離開關(guān)控制回路、電機(jī)回路加裝中間繼電器和回路接點(diǎn)改造后，為了驗(yàn)證改造后的回路是否具備遠(yuǎn)方操作投退電機(jī)電源，進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)際驗(yàn)證。在五防微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)中設(shè)置相應(yīng)遠(yuǎn)方控制電機(jī)電源遙空投退的操作內(nèi)容，操作時(shí)按正常的微機(jī)防誤閉鎖系統(tǒng)遠(yuǎn)方操作步驟執(zhí)行。

現(xiàn)場經(jīng)過改進(jìn)回路的接線后，驗(yàn)證了（1）現(xiàn)場操作機(jī)構(gòu)箱將隔離開關(guān)遠(yuǎn)方/就地把手切換至“遠(yuǎn)方”位置，合上控制電源和電機(jī)電源空氣開關(guān)，遙控分合隔離開關(guān)，不能分合。當(dāng)遠(yuǎn)方操作電機(jī)控制和電機(jī)電源投入后，在遙控分合隔離開關(guān)，隔離開關(guān)能正確分合。（2）現(xiàn)場操作機(jī)構(gòu)箱將隔離開關(guān)遠(yuǎn)方/就地把手切換至“就地”位置，合上控制電源和電機(jī)電源空氣開關(guān)，遙控分合隔離開關(guān)，不能分合。就地按分合按鈕后，隔離開關(guān)能正確分合，采用該設(shè)置就可以實(shí)現(xiàn)就地、遠(yuǎn)程兩種五防控制方式，便于人員的操作控制，說明此次遠(yuǎn)方投退電動(dòng)隔離開關(guān)電源回路的研究更改成功。

4 結(jié)束語

本文針對(duì)電動(dòng)隔離開關(guān)在倒閘操作中的投退電機(jī)電源操作給整個(gè)操作流程帶來的弊端，研究了相應(yīng)的更改方案，使更改后能遠(yuǎn)方投退電動(dòng)隔離開關(guān)控制電源和電機(jī)電源，提高了倒閘操作的效率；改變了原有的使用五防機(jī)械解鎖鑰匙解鎖機(jī)構(gòu)箱就地投退隔離開關(guān)電源的操作模式，避免了繁雜的五防解鎖申請(qǐng)使用流程；也為今后電動(dòng)隔離開關(guān)控制電源和電機(jī)電源回路的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]弋東方，鐘大文.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)第一冊(cè)，電氣一次部分/水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院編[M].北京：中國電力出版社，1989.

[2]Q/CSG—YNPG4SP0005-2017 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司現(xiàn)場電氣操作票業(yè)務(wù)指導(dǎo)書（變電部分）[S].

[3]Q/CSG125008-2016南網(wǎng).電氣操作導(dǎo)則[S].

[4]Q/CSG110023-2012 南方電網(wǎng)公司變電站防止電氣誤操作閉鎖裝置技術(shù)規(guī)范[S].

[5]Q/CSG1201016-2017 南方電網(wǎng)500kV變電站二次接線標(biāo)準(zhǔn)[S].