淺談隔離開關電氣閉鎖回路

【摘要】結合500kV德宏變電站35kV、220kV和500kV配電裝置二次接線設計的具體實例，對各類接線方式下隔離開關電氣閉鎖回路二次設計做了分析和論述;總結了隔離開關電氣閉鎖回路的設計特點和注意事項。

【關鍵詞】隔離開關;閉鎖;電氣閉鎖回路

隨著現代電氣設備質量和自動化水平的不斷提高，隔離開關的控制回路的設計也在發生了變化。在電力系統中電氣誤操作將會給電網、設備和人身安全造成巨大威脅，而在電氣誤操作中又以帶負荷誤拉、合隔離開關最為嚴重。伴隨科學技術的進步，變電站中隔離開關防誤閉鎖也從機械閉鎖、普通電氣閉鎖發展到微機閉鎖，以達到“五防”的目的。本文結合500kV德宏變電站35kV、220kV和500kV配電裝置二次接線設計，討論不同接線方式下隔離開關電氣閉鎖回路的特點。

1.500kV德宏變電站簡介

500kV德宏變電站35kV配電裝置為單母線接線方式，隔離開關主刀可以進行遠方或就地電動操作，地刀只能進行就地手動操作;220kV配電裝置為雙母線單分段接線方式，隔離開關主刀可以進行遠方或就地電動操作，地刀只能進行就地手動操作;500kV配電裝置為3/2接線方式，隔離開關主刀和地刀可以進行遠方或就地電動操作。站內防誤閉鎖系統采用了珠海優特UT-2000IV型微機閉鎖裝置，還配套在隔離開關設備上設計了機械閉鎖，控制回路中設計了電氣閉鎖（隔離開關電動操作時用）。機械閉鎖即是在隔離開關主刀及地刀的操動機構間設置機械連桿和相連擋板，以實現該隔離開關主刀在合閘位置時其地刀不能操作或該隔離開關地刀在合閘位置時其主刀不能操作的相互閉鎖。它不能實現隔離開關主刀與另外的其它隔離開關地刀之間的相互閉鎖。而微機防誤閉鎖，主要是通過防誤計算機與綜合自動化的測控裝置進行通訊，防誤計算機通過測控裝置采集到的斷路器、隔離開關及接地刀閘的當前位置，來判斷要進行操作的隔離開關是否滿足動作條件，如果滿足時則發送允許命令給測控裝置，對隔離開關進行操作，相反則發送閉鎖命令。

圖1 隔離開關電氣閉鎖原理圖

2.電氣防誤閉鎖

電氣防誤閉鎖方法也是一種傳統的防誤閉鎖方法，電氣閉鎖即是在隔離開關的電動操作回路中串接相關的斷路器、隔離開關及接地刀閘的輔助接點，只有當相關斷路器、隔離開關及接地刀閘的位置正確無誤后該隔離開關的電氣閉鎖回路才能接通，隔離開關才能進行電動操作（即能實現就地和遠方電動操作）其電動回路閉鎖原理圖見圖1。 在500kV德宏變電站的500kV線路接地刀閘的電動操作回路中不僅串接相關的隔離開關的輔助接點，還串接了線路電壓互感器的電壓空開常開接點和電壓繼電器常閉接點，只有當相關隔離開關三相均已拉開，同時檢驗到線路無壓（即線路電壓互感器的電壓繼電器未帶電）時，該線路接地刀閘的電氣閉鎖回路才能接通，也才能進行電動操作。

3.單母線接線方式下的隔離開關電氣閉鎖回路設計

單母線接線中每回接線經一臺斷路器和一臺隔離開關接連母線，接線簡單（見圖2），故電氣閉鎖接線也較為簡單。閉鎖回路中接入1臺斷路器和1臺隔離開關的常閉輔助接點（見圖3），就實現了隔離開關主刀與線路斷路器和地刀的閉鎖。

圖2 35kV單母線接線

圖3 35kV隔離開關的閉鎖接線

4.雙母線接線方式下的隔離開關電氣閉鎖回路設計

雙母線接線中每回接線經一臺斷路器和兩臺隔離開關分別接連于兩段母線，母線之間通過母聯斷路器連接，這種接線運行可靠、靈活性高，但電氣閉鎖接線復雜。

圖4 220V雙母線一次接線

圖5 母線隔離開關閉鎖小母線

500kV德宏變電站母聯及線路隔離開關一次接線見圖4。母線側隔離開關的閉鎖回路，由連母線的接地刀閘的輔助常閉接點串接構成NⅠ和NⅡ母線隔離開關閉鎖小母線（見圖5），以便在各出線隔離開關主刀電動控制回路中，實現操作閉鎖。母聯隔離開關的電氣閉鎖回路，由母聯斷路器和母聯隔離開關的輔助常閉接點串接構成GBM隔離開關閉鎖小母線（見圖6），以便在各連母線側隔離開關主刀電動控制回路中，在倒母線操作中實現等電位操作。

圖6 GBM隔離開關閉鎖小母線

4.1 母線側隔離開關的電氣閉鎖回路設計

例如在母線側1G隔離開關的閉鎖控制回路中，接入了線路斷路器A、B、C三相輔助常閉接點、斷路器兩側接地刀閘輔助常閉接點和2G隔離開關輔助常閉接點后，又接至NⅠ母線隔離開關閉鎖小母線（見圖7）。這樣的接線不僅達到了可靠的電氣閉鎖，又實現了母線側隔離開關是一組連接于母線還是兩組分別連接于兩組母線的判斷。在進行倒母線操作時，母聯斷路器及隔離開關均在合閘位置，GBM隔離開關閉鎖小母線帶電。2G隔離開關也在合閘位置，則2G隔離開關輔助常閉接點斷開，經線路斷路器輔助常閉接點的閉鎖回路被斷開。同時2G隔離開關輔助常開接點閉合，1G隔離開關控制回路通過GBM隔離開關閉鎖小母線，經2G隔離開關輔助常開接點接至NⅠ母線隔離開關閉鎖小母線。1G隔離開關可以進行等電位操作。

圖7 母線側隔離開關的閉鎖接線

圖8 線路側隔離開關的閉鎖接線

4.2 線路側隔離開關的電氣閉鎖回路設計

例如在線路側3G隔離開關的閉鎖控制回路中，串接入了線路斷路器A、B、C三相輔助常閉接點、斷路器兩側接地刀閘輔助常閉接點和線路側接地刀閘輔助常閉接點（見圖8）。即線路側3G隔離開關只有在線路斷路器、斷路器兩側接地刀閘和線路側接地刀閘都在分閘位置時，才能進行合閘操作。

5.3/2接線方式下的隔離開關電氣閉鎖回路設計

3/2接線中每兩回線路用三臺斷路器接在兩組母線上，即每一回線路經一臺斷路器接至一組母線，每兩條線路之間設置一臺聯絡斷路器，形成一串（見圖9）。這種接線方式可靠性較高、運行靈活和檢修方便等特點。

圖9 500kV3/2接線一次接線圖

各組隔離開關的電氣閉鎖接線也是在其控制回路中串接入相關斷路器和接地刀閘的輔助常閉接點，以達到了可靠的電氣閉鎖。在此就不再進行詳細討論了。各組接地刀閘都可進行電動操作，斷路器兩側接地刀閘的電氣閉鎖接線在其控制回路中串接入該斷路器兩側隔離開關的輔助常閉接點，就實現了電氣閉鎖;在線路側接地刀閘的電氣閉鎖接線不僅在其控制回路中串接入該線路兩側隔離開關的輔助常閉接點，還串接了線路電壓互感器的電壓空開常開接點和電壓繼電器常閉接點，下面以圖9中線路1的線路側2GD1接地刀閘為例，其閉鎖接線見圖10所示。

圖10 500kV線路側接地刀閘的閉鎖接線

這樣的閉鎖接線更為可靠，保證檢驗線路側確無電壓時方能操作合上線路側接地刀閘。操作時注意必須將線路電壓互感器的試驗電壓空開合上，該電壓空開常開接點才能閉合，線路側接地刀閘閉鎖回路才能接通，才可以進行操作合上線路側接地刀閘。

6.結論

a.隔離開關的電氣閉鎖回路在電動操作時能可靠地進行閉鎖，為變電站的安全運行起著重要的作用;

b.隔離開關的電氣閉鎖回路在手動操作時不能進行閉鎖。因此在電動操作機構中應以電氣閉鎖為主，輔助微機閉鎖，方可有效地防止電氣誤操作事故;

c.電氣閉鎖缺點是由于在控制回路中串聯了若干個輔助接點，當其中某一個接點接觸不良就會引起整個回路故障，使正常操作無法實現。所以要選擇質量較好的設備輔助接點，以避免該類故障的發生。