隔離開關檢修平臺的設計

張鵬

摘 要:隔離開關是變電站的重要運行設備,也是電網企業運行最多的設備。它的數量為斷路器數量的3～4倍,對電網的安全穩定運行起著至關重要的作用。GW16、GW17型隔離開關是一種長期運行在戶外自然條件下的敞開式設備。在長期的運行過程中,機械部件的銹蝕、轉動部件的卡澀、接觸部件氧化等問題時有發生,極易造成設備操作費力、分合不到位、接觸電阻過大等故障的發生,運行過程中出現觸頭過熱等現象,被迫退出系統運行。隔離開關檢修平臺的設計,就是為了解決檢修工作中遇到的實際困難。

關鍵詞:隔離開關檢修平臺變電站

中圖分類號:TM564 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0127-01

在計劃檢修時期,隔離開關每3年進行一次小修、5年進行一次大修,解決體檢工作在現場完成,需要大型機械配合、眾多人力參與,不但作業風險高,且浪費大量的停電時間,對系統的經濟運行產生了一定的影響。實行狀態檢修以來,取消了設備定期檢修的概念,設備停電機會及停電時間逐漸減少,促使我們想辦法來提高勞動效率,降低作業安全風險,進而提高電網運行的經濟效益。隔離開關在現場的就地拆卸和維修工作風險較大,首先其導電部分體積龐大,機械動作依靠內部巨大彈簧的應力壓縮和釋放來實現,現場解體對作業人員施工安全構成了嚴重威脅,系統內也不乏此類作業傷人的事情發生。其次,現場作業均使用常規工具,不同于設備生產廠家車間內有專用的組裝、調試車間,完全靠人力完成拆卸和組裝,靠經驗完成檢修工作,浪費大量的人力和時間,且不能確保檢修質量。這就需要專用的隔離開關檢修平臺,實現刀閘導電部分固定后的拆卸,組裝及調整功能。

1設備組成

隔離開關檢修平臺總分為機械傳動和電氣控制兩部分:機械傳動部分主要是來完成設備的主體安裝,是設備運動的基本骨架,包括旋轉工作臺、變位機、滑動平臺、旋轉平臺,旋轉裝置組成;控制部分主要是對產品的運動過程和動作位置進行檢查和控制。

1.1 旋轉工作臺

主要由底架,旋轉裝置、支撐裝置、定位裝置、旋轉臺組成。主要功能是當工件固定后,工作臺進行旋轉退讓和固定支撐,以及實現工件的操作定位。

1.2 變位機

主要有兩個支撐座和翻轉電機及連接座組成,主要功能是實現在水平狀態時連接工件完成后,通過變位機動作改變工件位置至檢修狀態。

1.3 滑動平臺

主要是由連接板和直線導軌組成,主要是來完成工件的連接和旋轉中心的自動找正,保證工件工作時和旋轉工作臺的中心時時重合,對工件的正常運轉進行保護。

1.4 旋轉平臺

工件由三段組成,有兩個旋轉軸,一段固定,兩段旋轉,設計的是固定中間段,保證兩端部分旋轉,前端為轉臺,后端尋找旋轉中心被動旋轉,從而保證工件的安全。

1.5 旋轉裝置

主要是由支撐座、旋轉裝置、導向裝置、電磁鐵組成。主要功能是夾緊工件,使工件在拆裝時能控制方向,電磁鐵用于固定旋轉裝置,承受側向力和扭矩。

1.6 電磁鐵

電磁鐵啟動會固定住展開臂,便于工作。

2電氣控制部分

此設備電氣部分采用OMRON的CP1E-E40DR-A的PLC和CP1W-20EDR1擴展模塊的組合。CP1E-E40DR為24點輸入,16點輸出單元。CP1W-20EDR1為12點輸入,8點輸出的擴展模塊單元。可以滿足設備的控制要求及I/O點數量。CP1E可編程控制器是一種由歐姆龍制造的設計用于簡單應用的集成式PLC。CP1E包含了通過基本、移動、算術和比較指令能夠用于標準控制操作的E型CPU單元,以及支持連接到可編程終端、變頻器和伺服驅動的N型.

應用Panasonic的VF100-0554變頻器控制上下翻轉運行,使用施耐德低壓電氣元件,通過設備上的接近開關盒行程開關的信號判斷設備的運行狀態,通過PLC程序完成各種運動和保護作用。隔離開關檢修平臺的基本動作主要有上下翻轉和展開收起。VF100有三種運行方式。第一種是操作面板控制,可使用操作面板上的鍵和電位器調速。第二種是外部控制模式,可利用控制電路端子的狀態來控制變頻器。第三種是RS485通訊方式,可以通過上位計算機或上位PLC發送指令使之運行和調速。此設備采用的是第二種控制方式,通過PLC輸出信號控制變頻器的運行狀態。

2.1 上下翻轉運行基本動作

上翻和下翻由變頻器控制,通過接近開關的狀態監測改變速度或者停止運動,有自動和手動兩種運行方式。

2.2 自動翻轉

當翻轉選擇旋鈕扳到自動方向即為自動翻轉狀態。當翻轉臂在非上翻停止位置時,按一下上翻啟動按鈕,變頻器會啟動,同時PLC使翻轉電機的制動線圈供電,讓抱閘松開,電機使翻轉臂朝上運動。當遇到上翻減速信號時,變頻器會改變輸出頻率,慢速向上運動,當遇到上翻停止信號時,變頻器停止輸出,PLC中止制動線圈的供電,保持當前位置不動。

當翻轉臂在非下翻停止位置時,按一下下翻啟動按鈕,變頻器會啟動,抱閘同樣會松開,電機使翻轉臂向下運動。當遇到下翻減速信號時,變頻器會改變輸出頻率,慢速向下運動。當遇到下翻停止信號時,變頻器停止輸出,PLC中止制動線圈的供電,保持不動。

2.3 手動翻轉

當翻轉選擇旋鈕扳到手動方向即為手動翻轉狀態。當翻轉臂在非上翻停止位置時,按住手動上翻按鈕,翻轉臂的運行方式同自動狀態。當松開手動上翻按鈕時翻轉臂立即停止運動。當翻轉臂在非下翻停止位置時,按住手動下翻按鈕,翻轉臂的運行方式同自動狀態。當松開手動下翻按鈕時翻轉臂立即停止運動。翻轉運動是由變頻器控制速度,PLC輸出控制繼電器線圈工作,輔助觸點接通變頻器的控制端子,使變頻器輸出不同的速度。

2.4 自動展開和收起

當展開選擇旋鈕扳到自動方向即為自動展開狀態。在自動展開狀態下,按一下展開啟動按鈕,展開電機正向旋轉,當運行到展開停止位置時,展開電機停止運行。按一下收起啟動按鈕展開電機反向旋轉,當運行到初始位置時,展開電機停止運行。

2.5 手動展開和收起

當展開選擇旋鈕扳到手動方向即為手動展開狀態。在手動展開狀態下,按住手動展開按鈕,展開電機正向旋轉,當運行到展開停止位置時,展開電機停止運行。按住手動收起按鈕,展開電機反向旋轉,當運行到初始位置時,展開電機停止運行。

3結語

設備的結構簡單,維護方便,運行穩定,將會對勞動效率有較大的提高,降低維修工作的風險。

參考文獻

[1] Panasonic.變頻器VF100使用手冊,2010.

[2] Omron.SYSMAC CP Series CP1E CPU Unit Hardware Users manual.2010.

[3] Omron.SYSMAC CP Series CP1E CPU Unit Hardware Instructions Reference Manual.2010.