變壓器低壓側接地刀閘防誤操作閉鎖回路設計

石盛洋，李世朝

(云南華電魯地拉水電有限公司，云南 大理 671600)

變壓器低壓側接地刀閘防誤操作閉鎖回路設計

石盛洋，李世朝

(云南華電魯地拉水電有限公司，云南 大理 671600)

為了防止運行人員在變壓器帶電的運行狀態下拉合接地刀閘，采用高壓帶電顯示閉鎖裝置對變壓器低壓側接地刀閘的拉合操作回路進行電氣二次閉鎖；同時，通過串入多個接點閉鎖拉合接地刀閘的操作回路，有效降低了變壓器低壓側接地刀閘發生誤操作事故的風險，保證了電力系統安全、穩定運行。

變壓器；接地刀閘；電氣二次閉鎖；接點；誤操作

0 引言

接地刀閘機構簡單，操作方便，在電力系統中被廣泛采用，但在實際工作過程中，時常發生帶電誤合接地刀閘事故，導致設備損壞、人員傷害甚至局部電網停電。長期以來，各發、供電單位結合自身實際情況，從管理制度、裝置等方面采取了一系列措施，但仍未徹底杜絕同類事故的發生[1]。為了有效防止運行人員在變壓器帶電狀態下拉合接地刀閘，須在接地刀閘的操作回路進行電氣二次閉鎖，避免誤操作事故，確保電力系統的安全運行。

1 接地刀閘防誤閉鎖裝置

目前使用的接地刀閘防誤閉鎖裝置主要有機械閉鎖和電氣閉鎖兩種。機械閉鎖是在同構架上的隔離開關和接地刀閘傳動部分安裝機械限制裝置，防止帶電拉合接地刀閘；電氣閉鎖是將斷路器、隔離開關的輔助觸點串聯于接地刀閘的電磁鎖回路，防止將接地刀閘拉合至帶電部分[2-3]。由于現在電氣設備一體化程度較高，一般將斷路器、隔離開關等輔助接點串聯于接地刀閘的操作回路中，通過接點的閉合、斷開來控制操作電源的通斷。

2 閉鎖回路

某電站主變壓器(以下簡稱主變)低壓側接地刀閘的拉合控制回路如圖1所示，為了有效防止變壓器低壓側接地刀閘(MKGT)誤操作，接地刀閘(MKGT)的操作回路中不僅串入隔離開關(SKG)、出口斷路器(FKG)的常閉接點，而且串入了變壓器高壓側高壓帶電顯示閉鎖裝置(VD)的無電輸出接點、變壓器低壓側電壓互感器(PT)二次空氣開關(F21)的位置接點及變壓器低壓側電壓監視繼電器(K78)的常閉接點。

圖1 主變低壓側接地刀閘合閘控制回路

圖中各元件名稱：Q41，接地刀閘電機電源空氣開關；FKG，發電機出口斷路器；SKG，發電機出口隔離開關；MKGT，主變低壓側接地刀閘；CS10，現地/遠方操作把手；CS42，拉合按鈕；VD，主變高壓側帶電顯示裝置；F21，主變低壓側PT二次空氣開關；K78，主變低壓側電壓監視繼電器；K41，接地刀閘拉合繼電器；K42，接地刀閘拉開繼電器。

2.1 隔離開關(SKG)及斷路器(FKG)常閉接點

電氣設備停電檢修時，用隔離開關(SKG)將需要停電檢修的設備與電源隔離，形成明顯可見的斷開點，以保證人員及設備的安全。斷路器(FKG)在正常情況下起到接通和斷開電路中空載電流及負荷電流的作用；當系統發生故障時，與繼電保護及安全自動裝置相配合，迅速切斷故障電流，防止事故擴大，從而保證系統的安全運行[4]。

該電站發電機-主變電氣一次接線如圖2所示。

圖2 發電機-主變電氣一次接線

在主變由“運行”轉“檢修”的倒閘操作過程中，必須先斷開主變各側的斷路器(FKG)，再拉開隔離開關(SKG)，最后拉合接地刀閘(MKGT)。在接地刀閘(MKGT)的操作回路中串入隔離開關(SKG)及斷路器 (FKG)的常閉接點，只有隔離開關(SKG)及斷路器(FKG)都在分位的時候，接地刀閘(MKGT)的操作才能允許接通。當隔離開關(SKG)或斷路器(FKG)在合位時，按照電力生產安全規程的倒閘操作順序，禁止拉合變壓器低壓側接地刀閘(MKGT)，此時隔離開關(SKG)的常閉接點斷開，盡管運行人員按下拉合接地刀閘按鈕，接地刀閘操作回路的電源無法接通，接地刀閘拉合繼電器(K41)無法得電，進而閉鎖接地刀閘(MKGT)的拉合，可成功避免操作人員的誤操作。

2.2 高壓帶電顯示閉鎖裝置“無電”輸出接點

該電站主變由3臺單相變壓器組成，將發電機輸出的18 kV電壓提升至550 kV，為了經濟、有效地監測主變高壓側的帶電情況，電站采用了DXN10-550-3P型高壓帶電顯示閉鎖裝置。裝置的傳感器感應探頭安裝在變壓器高壓側每相的氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)的套筒內，根據靜電感應原理輸出感應電壓，反映一次設備電場的變化情況。裝置接收傳感器的輸入信號，通過紅綠燈反映一次設備的有電和無電，同時切換輸出“有電、無電”狀態輔助觸點，并對變壓器低壓側接地刀閘的操作回路進行電氣二次閉鎖。

DXN10-550-3P型高壓帶電顯示閉鎖裝置能正確顯示設備的帶電狀態，并且具有良好的防誤閉鎖功能。正常運行時，當3相回路中1相或2相的傳感器信號電纜損壞或二次端子松動時，裝置對檢測出感應電壓的相別顯示為“有電”狀態，無感應電壓的相別顯示為“無電”狀態，點亮告警燈并閉鎖裝置的“無電”輸出，進而對變壓器低壓側接地刀閘的拉合操作回路進行電氣二次閉鎖[5]。

2.3 變壓器低壓側電壓監視繼電器常閉接點

該電站在主變低壓側設有一組電壓互感器(TP1)，二次繞組經空氣開關(F21)接入發電機出口斷路器控制柜內的PT端子，如圖3所示。

圖3 主變低壓側接地刀閘合閘控制回路

電壓監視繼電器(K78)測量主變低壓側A，B相間電壓，通過檢測電壓變化輸出一對常開接點及一對常閉接點。電壓監視繼電器的閥值調整為10%Ue(Ue為額定電壓)，正常運行時，UAB為Ue即100 V，停電檢修時UAB為0 V。當UAB>10%Ue=10 V時，默認為主變帶電運行，電壓監視繼電器的常閉接點斷開，常開接點閉合，閉鎖了接地刀閘的拉合操作回路；當UAB≤10 V時，電壓監視繼電器的常開接點斷開，常閉接點閉合，開放接地刀閘的拉合操作閉鎖。

為了防止電壓監視繼電器誤開放接地刀閘的拉合操作閉鎖，在接地刀閘的拉合操作回路中串入電壓互感器二次空氣開關的閉合接點。倘若回路中沒有串入電壓互感器二次空氣開關的閉合接點，在空氣開關斷開時，電壓監視繼電器檢測UAB值為0 V，繼電器的常閉接點閉合，造成開放接地刀閘的拉合操作閉鎖風險。

3 結論

綜上所述，只有滿足接地刀閘電機電源(Q41)合閘、發電機出口斷路器(FKG)分位、發電機出口隔離開關(SKG)分位、主變低壓側接地刀閘(MKGT)分位、控制把手(CS10)現地位置、主變高壓側(VD)無電、主變低壓側電壓互感器二次空氣開關(F21)合閘、主變低壓側電壓監視繼電器(K78)無電及主變低壓側接地刀閘拉分繼電器(K42)失電條件時，按下主變低壓側接地刀閘拉合按鈕，主變低壓側接地刀閘拉合繼電器(K41)得電，接地刀閘電機正轉，接地刀閘拉合動作，有效降低了變壓器低壓側接地刀閘發生誤操作事故的風險，保證了電力系統安全、穩定運行。

[1]郭進民，張正峰，楊孟弟. 接地刀閘防誤閉鎖功能的完善[J]. 電力安全技術，2005, 7(1): 14-16.

[2]電力安全工作規程：GB 26860—2011[S].

[3]國家電網公司.國家電網公司防止電氣誤操作安全管理規定[M].北京：中國電力出版社，2006.

[4]任煜峰.水輪發電機組值班[M].北京：中國電力出版社,2003.

[5]高壓帶電顯示裝置技術條件:DL/T 538—1993[S].

(本文責編：劉芳)

2016-12-22；

2017-02-20

TM 77；X 928.03

B

1674-1951(2017)03-0060-02

石盛洋(1987—)，男，湖南衡陽人，助理工程師，從事繼電保護及安全自動裝置維護管理工作(E-mail:634729905@qq.com)。