淺談220kV變電站隔離開關控制閉鎖回路改進

劉志強

（珠海電力工程監理有限責任公司，廣東 珠海 519000）

220kV線路是地方電網的主要輸電線路，線路的重要性及較高的電壓等級，無論從電網安全、操作人員人身安全還是設備安全等方面均對線路倒閘操作防誤閉鎖提出了更高的要求。此外，電氣閉鎖是防誤操作最基本的形式，閉鎖可靠，各間隔隔離開關必須設計并安裝完善的電氣閉鎖回路，以提高防誤操作的可靠性。

1 變電站線路主接線及隔離開關電氣閉鎖邏輯

某變電站220kV母線采用雙母線結構，線路斷路器為分相斷路器，分別經QS1、QS2隔離開關（也稱主刀）接至IM和ⅡM，經QS3隔離開關接至線路，如圖1所示。為滿足檢修需要，線路主接線中還安裝了接地用的 QS01、QS032和QS031隔離開關（也稱地刀）。主刀和地刀均為電動隔離開關，主刀具有現地/遠方電動操作功能，地刀僅有現地電動操作功能。

隔離開關的電氣閉鎖回路如圖2所示，方框內為相應隔離開關分合閘控制的內部電路。隔離開關統一采用站用電A相作為控制電源，經內部電路及外部的電氣閉鎖接點后接至電源的N端。

圖1 線路主接線圖

圖2 隔離開關電氣閉鎖回路圖

圖3 隔離開關接線端子圖

GBM小母線串接母聯斷路器及其兩側隔離開關常開輔助接點后接至電源的N端，當母線合母運行時，GBM小母線接通N端，此時只要QS1或QS2有一把處于合位，即可對另一把主刀進行分合閘操作。當母線分母運行時，電動操作QS1（或QS2）分合閘的條件為：①三相斷路器均處于分位；②斷路器兩側的地刀QS01、QS032處于分位；③另一把主刀QS2(或QS1)處于分位。電動操作QS3分合閘的條件為：三相斷路器均處于分位；②三把地刀均處于分位。

2 隔離開關電氣閉鎖回路失效現象

在現場調試中，調試人員按圖2所示的閉鎖邏輯，對每一個隔離開關均逐一進行了試驗，沒有發現任何問題。無意中，當斷路器仍處合位的情況下，兩位調試人員同時按下QS1和QS3的合閘按鈕，結果QS1和QS3同時合閘；同時按下QS1和QS3的分閘按鈕，結果QS1和QS3同時分閘；單獨按下QS1或QS3的分合閘按鈕時，相應隔離開關均不動作。

圖4 隔離開關電源接線圖

上述情況說明，隔離開關電氣閉鎖回路在特定情況下存在失效現象，給變電站的安全運行留下隱患，必須及時處理。

3 隔離開關電氣閉鎖回路失效原因及處理

根據圖2，調試人員首先確認斷路器處于合位狀態下，882-N之間的回路處于斷開狀態；各地刀均處于分位，電氣閉鎖所用的地刀輔助接點均為接通狀態；QS2處于分位，其用于閉鎖的輔助接點也處于接通狀態，此時只要斷路器處于分位，882-N之間的回路處于接通狀態，QS1和QS3均可以進行電動操作。但現場斷路器處于合位狀態，同時按下QS1和QS3的合閘按鈕時能夠實現合閘，說明QS1、QS3間已構成電流通路。

由于QS1和QS3的位置相距較遠，無法測量QS1和QS3所接的兩個電源間的電壓值，但分析認為應是其中一個開關的控制電源接至了另一相電源，使得兩個開關控制電源端間存在380V的電壓，當QS1和QS3同時按下合閘按鈕時構成了前述的電流串聯通路。每個開關控制回路電壓為190V，達到了接觸器的動作電壓值，因而兩個開關同時動作，導致斷路器輔助接點的閉鎖功能失效。在實際運行中，如真出現同時按下兩個開關的分合閘按鈕，就會出現“帶負荷分、合隔離開關”的誤操作，從而導致嚴重的人身傷亡和設備損壞事故。

根據分析結果，檢查隔離開關的控制接線。圖3為隔離開關的接線端子，13-15端子為開關分合閘操作電動機電源端子，16-17為開關分合閘控制電源端子，兩組電源相鄰。按設計的端子圖，控制電源的L端（圖2中的A端）直接并至電動機電源的A相，即16端子并接至13端子，如圖4（a）所示；控制電源的N端即為圖2中各方框左端出線，如885、886、889回路，再經相關閉鎖接點后真正接至站用電源的N端。

隔離開關的13、14號相鄰端子通過電纜分別接至線路間隔端子箱內的站用電源A相和B相，現場檢查發現，負責安裝接線的施工人員錯誤地將QS3的控制電源L端并接至電機電源的B相，即16號端子并接至了14號端子，如圖4（b）所示，因而出現前述電氣閉鎖失效的現象。

由于13、14號端子間距很小，施工人員很容易將導線接至14號端子，調試人員查線時也難以發現；此外，按正常的閉鎖邏輯試驗，只要不是同時按下QS1和QS3的分合閘按鈕，電氣閉鎖試驗也不會發現問題。

根據檢查結果，將QS3控制電源L端按圖4（a）的設計要求改接至13端子，即A相電源后，故障消除，整個電氣閉鎖回路動作正確，滿足電氣閉鎖要求。

4 隔離開關電氣閉鎖回路設計改進

出現上述電氣閉鎖回路失效的根本原因是施工容易出現錯誤，接線檢查又難以發現，試驗時一般不會考慮此特殊情況，因此推斷實際已投運的變電站中，還有存在上述隱患的可能。要想避免或及時發現上述隱患，一方面要加強施工人員的教育與管理，提高施工質量，確保按圖施工，避免出現上述施工錯誤；另一方面要提醒調試人員注意上述特殊情況的試驗檢查，及時發現和糾正上述錯誤，避免隱患存在。但為更好地杜絕上述情況的出現，還要從電氣閉鎖回路設計上進行以下改進：

（1）控制電源直接引至線路間隔端子箱。增加交流電源控制電纜的1根芯線，將控制電源的L端直接接至線路間隔端子箱，防止施工人員容易出現上述錯誤接線。

（2）在線路間隔端子箱設控制電源專用端子。在線路間隔端子箱中專設隔離開關控制電源專用端子，各間隔開關的控制電源在此并接，可避免出現前述各開關控制電源不同相的問題。

結語

隔離開關閉鎖回路是防誤操作最基本的形式，長期以來在供電企業得到高度重視。從本變電站調試過程發現的線路斷路器在合位狀態下卻不能閉鎖兩側隔離開關誤操作的特殊情況，雖然此類情況在實際運行中出現頻率不高，但確實是存在的一個安全隱患，應引起有關人員的注意，并采取必要的應對措施，避免這類問題的出現。

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