變電站220 kV組合電器隔離開關閉鎖關系問題的研究

劉洋，馬遜，王昭斐，趙勇，南洋

（國網北京市電力公司檢修分公司，北京 豐臺100071）

關鍵字：組合電器；隔離開關；閉鎖關系

隨著我國經濟的不斷發展，對電力需求不斷增加，對供電的可靠性要求也在不斷提高。為了適應經濟設備的發展趨勢，近幾年，全國各地在不斷地擴建、新建變電站，且大多采用組合電器設備（GIS）。

目前，國內外對組合電器帶電異常檢測的研究比較多，比如內部局部放電檢測方法及定位研究、X光探傷檢測等[1-8]，但對在驗收過程中問題的研究相對較少，而驗收作為送電的最后一道關卡，其重要程度可想而知。至今，在組合電器驗收過程中，發現了不少問題，有的是共性問題，比如接地不滿足要求、快速接地刀閘沒有直接接地、斷路器與電流互感器共倉室等；還有一些是個例問題，比如本文章中提到的組合電器母線-4隔離開關與-47隔離開關之間閉鎖存在設備缺陷等。最終，通過發現、分析、解決問題的方式，不斷推動我國電力設備向著高質量、高可靠性的方向發展。

1 設備缺陷信息

在對某220 kV變電站現場驗收過程中發現：如圖1所示，當電動操作對-4母線隔離開關合閘過程中，操作-47接地隔離開關時，-47接地隔離開關可以實現合閘。現場電氣指示顯示：-4母線隔離開關在合位狀態（紅色）；-47接地隔離開關在分閘狀態（綠色），但-47接地隔離開關實際停止在半分半合狀態，如圖2所示。如果在此種狀態下，運維人員未能注意到-47接地隔離開關實際機械狀態，-47接地隔離開關電氣絕緣距離不滿足要求，送電過程中發生放電故障，造成帶接地線送電，嚴重威脅著電網的安全穩定運行。

圖1 組合電器-4母線隔離開關（合位）與-47接地隔離開關電氣指示（分位）

圖2 組合電器-47接地隔離開關機械指示位置（半分半合狀態）

2 設備缺陷原因分析

初步判斷剛開始階段，-4母線隔離開關動作過程中未對-47接地隔離開關可靠閉鎖。通過查閱二次圖紙發現，-4隔離開關與-47之間存在聯鎖關系，并且聯鎖關系是通過機構輔助開關節點實現。

通過咨詢生產廠家，該型號組合電器隔離開關機構在2019年進行過一次機械上的改進：對新式機構輔助開關連桿在機構輸出軸位置增加了空行程。這段空行程導致-4母線隔離開關的輔助開關運動時間要滯后主刀閘拐臂，在-4母線隔離開關合閘動作初始階段，機構輔助開關及拉桿未隨主刀閘拐臂一起動作，此時，聯鎖關系沒有起作用，導致-47接地隔離開關可以操作，改進前與改進后隔離開關對比圖，如圖3、圖4所示。

圖3 老式隔離開關機構（改進前）

圖4 新式隔離開關機構（改進后）

同時，經現場初步測量，-4母線隔離開關合閘過程總時長大致在3 s左右；輔助開關在主刀閘大約開始動作1 s后，開始隨主刀閘一起動作，也就是在這1 s左右的時間內，輔助開關未動作，在這段時間內-4隔離開關對-47接地隔離開關沒有起到閉鎖作用。最終導致-4母線隔離開關操作時，-47接地隔離開關也可以操作的問題。

3 設備缺陷解決方案

通過研究，可以采用在-47接地隔離開關聯鎖回路增加機械限位節點的方式，實現對隱患的消除。就是在-4母線隔離開關主刀閘拐臂分閘限位位置增加一個常開節點，串入-47接地隔離開關的聯鎖回路當中，當-4母線隔離開關在分位時，-47隔離開關才可以操作，當-4母線隔離開關在非分位時，-47隔離開關不可以操作，如圖5所示。

圖5 組合電器-4母線隔離開關與-47接地隔離開關閉鎖關系的設計改進方案

4 結束語

變電站的電力設備驗收，作為送電前對電力設備安裝等質量把關的最后一道關卡，尤為重要。文章通過介紹在驗收過程中發現的-4母線隔離開關與-47接地隔離開關之間的閉鎖隱患問題，進行深入地研究分析，并提出相應的改進方案，為指導接下來的設備升級改進工作起到重要作用，推動電力設備不斷向著高質量方向的發展。同時，希望設備廠家能夠及時進行改進，解決設備隱患，提高設備可靠性，通過各方共同努力，最終達到提高電網供電可靠性的目的。