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接地刀闸防误闭锁功能的完善

发布时间:2016-11-23 点击数:1177

    在电力系统广泛应用接地刀闸和携带型接地   
线。接地刀闸机构简单,操作方便,被广泛应用在66 kV及以上配电装置母线侧、断路器两侧、线路隔离开关的线路侧(近年来6 kV及以上系统的出线侧也开始使用接地刀闸),但在实际工作过程中,由于种种原因,却时常发生带电误合接地刀闸,造成设备损坏、人员伤害甚至局部电网停电事故。   
    
1  2003年系统通报的几起典型误合接地刀闸事故   
    (1) 3月4日辽宁某供电局220 kV变电站带电误合接地刀闸,造成该站66 kV母线失压。   
    (2) 3月19日某公司误将110 kV南母接地刀闸当作110 kV南母电压互感器一次隔离开关合入(两刀闸操作机构位于同一间隔的同一构架不同位置),造成110 kV母线失压,7号联变(330/121/35 kV-240 000 kVA)中压线圈变形,又因110 kV联络线重合闸误动,事故扩大,造成1,2号机组全停,厂用电中断,并引起陕西东南部9座110 kV变电站失压,损失负荷80 MW。   
    (3) 7月8日某供电局110 kV变电站误将110 kV翠桃线路接地刀闸当作翠桃线开关线侧地刀合入,造成该局4座110 kV变电站失压,损失负荷53 MW。    这些典型的带电合接地刀闸事故和以往发生的多起误操作事故,都不同程度地造成设备损坏、局部电网供电中断,对整个电网的安全构成很大威胁。长期以来,各发、供电单位结合自身的实际情况,从管理制度、装置等方面采取了一系列相应措施,投入了很多的人力和物力,但仍未能彻底防止同类事故的发生。   
    如何利用新技术和现代高科技产品来彻底解决这些问题,确保电力系统安全稳定运行,避免员工人身安全受到伤害,是我们在此要讨论的主要议题。   
    
2  造成误合接地刀闸的原因分析   
    分析前面几起事故发生的原因:一是操作人和监护人在倒闸操作时,思想、精力不集中,走错间隔或站错位置,既违反相关的安全规程和管理制度,也未认真核对设备名称,遇到问题又不认真检查和分析,就直接盲目操作,更有甚者强制解锁,最终导致事故发生。二是设备装置本身存在着可能导致误操作的因素,在进行防误闭锁改造过程中,忽视了防误闭锁装置的强制性,所使用的程序编码锁本身没有有效防止非常规解锁的功能,容易被外力损坏,这些都给违章误操作造成可能。目前使用的防误闭锁装置方面,主要有机械和电气2种: 在机械方面通过安装在同构架上的隔离开关和接地刀闸传动部分的机械限制装置,可有效防止带电合地刀以及带地刀合闸;在电气方面通过本元件(馈线)间隔的开关、隔离开关辅助接点串联于隔离开关或接地刀闸电磁锁回路来达到防止将接地刀闸合至带电部位;另外,微机防误闭锁装置,通过在对应于一次设备系统的模拟屏进行模拟操作,用生成的操作程序通过电脑钥匙,对一次设备进行程序解锁来达到防止误操作的作用。但是这些措施,对配电装置以外如架空线路是否有来电的可能,配电装置母线在电压互感器撤运后的带电问题却考虑不周,恰恰在这个部位也应有预防带电合接地刀闸的闭锁功能。   
    
3  完善接地刀闸防误闭锁功能的设想   
    给接地刀闸增加对相关系统的智能判断功能,使其达到智能化。   
3.1  智能监测功能   
    智能监测功能的应用,应能灵敏、准确、自动监测接地刀闸线路侧(一般为接地刀闸的静触头侧)是否带电,其核心是高电压测量技术,并具备抗电磁干扰性能和方便准确的状态检测。   
    目前使用的高电压测量技术主要有电磁式或电容式电压互感器,但一次设备价格昂贵,一般直接接于架空线路侧,对于高压配电装置母线上则接于隔离开关之后。对于母线是否带有电压,则使用DXNl2-10-(110~550 kV)型高压带电闭锁装置,其适应电压广,实现测量设备与一次系统明显隔离,可以方便地测量设备系统是否有电,并经过输出接点可作用于刀闸的防误闭锁等特点,在电力系统中应用日益普遍。   
3.2  智能闭锁功能   
    防误闭锁装置应能自动反映一次设备的运行状态,并自动判断所接地部位是否带电,实现双重闭锁,确保任一闭锁环节出现故障时,不会发生误判断、误出口。   
3.2.1  断路器、隔离开关、接地刀闸辅助接点闭锁   
    应用光隔技术、光纤技术和现场总线技术将高压系统的断路器、隔离开关和接地刀闸的辅助接点全部引入微机防误闭锁装置,并安装全面、可靠的专用程序,确保微机装置的采集信号与实际运行方式完全一致。在实际工作中,要求辅助接点必须可靠,必要时应选用密封型辅助接点,其中220 kV及以上系统中,若采用分相式操作回路,则必须将三相位置信号分别引入防误闭锁装置,并组成逻辑,自动监测三相位置是否一致,以确保只有全部位置信号完全符合倒闸操作要求时,才能输出允许指令。   
3.2.2  增加电压量自动监测闭锁   
    目前我公司应用的DXNl2-10-(110~550 kV)型高压带电闭锁装置可基本解决高电压测量技术中存在的问题。该装置适应电压等级广,有3对常开、3对常闭接点,安装简单,维护方便,可基本满足智能监测功能要求,值得进一步推广应用、完善。   
    为了防止任一相带电闭锁装置本身故障,造成防误闭锁装置误判断,可将同一设备名称、相同部位的三相测量信号组成逻辑,即确保三相都无电时才允许操作接地刀。   
3.2.3  预防带电合线路接地刀闸   
    对于母线接地刀闸,由于母线电压互感器没有直接连接在母线上,而母线电压互感器一次隔离开关和母线接地刀闸之间的机械闭锁不能可靠预防   
误操作事故的发生,可采用DXNl2-10-(110~   
550 kV)型高压带电闭锁装置作为判别元件监测母线是否带电,决定是否解除接地刀闸闭锁。   
3.3  智能出口   
    为实现双重闭锁,将“辅助接点闭锁”和“电压量闭锁”组成“与”逻辑,形成智能出口部分,并相互自检,从而实现任一条件不符合倒闸操作规范时,整套装置不会输出允许操作指令。   
    智能出口一方面作用于程序编码锁,另一方面作用于接地刀闸的脱扣机构,使设备不符合倒闸操作允许条件时,刀闸操作机构始终处于强制脱扣状态(如参照断路器机械闭锁或离合器脱离方式等),实现强制解锁时,也无法强制操作。   
3.4  维护管理   
    为预防带电误合接地刀闸事故的发生,还必须对接地刀闸操作机构和闭锁回路加强维护,使其操作机构在外观上与其他隔离开关有明显的区别,如接地刀闸和隔离开关采用不同的驱动方式和操作把手,做到把手不可通用,并分别放置;主触头连杆涂上彩色荧光漆,具体颜色应与隔离开关、断路器色泽有明显区别,并具有明显的反光视觉效果等,以便提高运行人员的警惕性和防护意识;研制新型防外力破坏专用锁具,做到强制性和智能化同步,使用方便等,尽一切可能避免误操作事故的发生。 

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