關(guān)于35kV／6kV移動(dòng)變電站機(jī)械互鎖設(shè)計(jì)及應(yīng)用

秦少華

（中國神華哈爾烏素煤炭分公司露天煤礦，內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市，010300）

1 移動(dòng)變電站介紹

移動(dòng)變電站在露天煤礦供電系統(tǒng)中承擔(dān)著主要的變配電任務(wù)，將變電所通過高壓線輸出的35kV電源轉(zhuǎn)變?yōu)槁短斓V生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需的6.3kV 電源，用來為坑下大型用電穿采設(shè)備提供電源和動(dòng)力，移動(dòng)變電站的好壞直接影響著露天礦生產(chǎn)任務(wù)的完成情況。由于供電行業(yè)屬于高危行業(yè)，一個(gè)小的誤操作都有可能引起一個(gè)大事故的發(fā)生，為此作為露天礦從事供電工作人員，在作業(yè)過程中必須嚴(yán)格按照露天礦安全操作規(guī)程進(jìn)行操作，在嚴(yán)格要求職工的同時(shí)也對(duì)移動(dòng)變電站的安全技術(shù)性能進(jìn)行改革。

神華準(zhǔn)格爾能源有限公司露天礦在用的部分供配電設(shè)備為國產(chǎn)設(shè)備，移動(dòng)變電站開關(guān)柜等五防保護(hù)由于功能不全存在缺陷，致使在操作過程中容易出現(xiàn)人為失誤。例如6kV 高壓電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中未停斷路器就拉開隔離開關(guān)，致使隔離開關(guān)被燒壞，還有一些變電所走錯(cuò)間隔等等。針對(duì)以上問題，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的多次試用后， 提出了在35kV／6kV變電站上加裝機(jī)械閉鎖裝置用以實(shí)現(xiàn)五防保護(hù)功能。

2 五防保護(hù)機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與功能介紹

隨著供配電設(shè)備制造行業(yè)技術(shù)的不斷提高，現(xiàn)在的大型供配電設(shè)備要求必須具備五防保護(hù)功能。利用機(jī)械互鎖裝置是實(shí)現(xiàn)五防保護(hù)功能最常見的措施，可以有效的實(shí)現(xiàn)變電站的五防保護(hù)，即防止帶負(fù)荷分合隔離開關(guān)；防止誤分誤合斷路器、負(fù)荷開關(guān)和接觸器；防止接地開關(guān)處于閉合位置時(shí)關(guān)合斷路器、負(fù)荷開關(guān)；防止在帶電時(shí)誤合接地開關(guān)；防止誤入帶電室。五防保護(hù)機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 五防保護(hù)機(jī)械互鎖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

由圖1可見，這種鎖在設(shè)計(jì)時(shí)要求鎖處于打開狀態(tài)時(shí)取不下鑰匙，在處于鎖緊狀態(tài)時(shí)才可以取下鑰匙。

在35kV／6kV 的移動(dòng)變電站上共設(shè)計(jì)了8把鑰匙和與之相配套的22把鎖，鑰匙的編號(hào)從K1～K7及KG。其中編號(hào)為K1、K2、K6和KG 的鑰匙，每把鑰匙可以打開2 把鎖；編號(hào)為K3、K4、K5的鑰匙，每把鑰匙可以打開3把鎖；編號(hào)為K7的鑰匙可以用一把鑰匙打開5把鎖。

每把鑰匙的作用如下：K1負(fù)責(zé)控制站內(nèi)服務(wù)變壓器負(fù)荷開關(guān)的閉合和分?jǐn)啵籏2 負(fù)責(zé)控制35kV主真空斷路器的吸合和分?jǐn)啵籏3 負(fù)責(zé)控制6kV側(cè)輸出第一路輸出真空斷路器的吸合和分?jǐn)啵籏4負(fù)責(zé)控制6kV側(cè)輸出第二路輸出真空斷路器的吸合和分?jǐn)啵籏5負(fù)責(zé)控制6kV側(cè)輸出第三路輸出真空斷路器的吸合和分?jǐn)啵籏6 負(fù)責(zé)控制6kV 側(cè)輸出主隔離開關(guān)的閉合和分?jǐn)啵籏7負(fù)責(zé)控制6kV側(cè)輸出的所有柜子的門；KG 負(fù)責(zé)控制接地開關(guān)的閉合和分?jǐn)唷?/p>

鎖的具體安裝位置如下：KG 的2把鎖分別安裝在高壓側(cè)主隔離開關(guān)上及高壓側(cè)接地開關(guān)上；K1的2把鎖分別安裝在服務(wù)變壓器的隔離刀上及高壓側(cè)主隔離上；K2的2把鎖分別安裝在35kV側(cè)主斷路器上及35kV 高壓側(cè)主隔離上；K3、K4和K5分別有3把鎖安裝在6kV 側(cè)每路輸出的斷路器上、隔離開關(guān)上及閉鎖鑰匙控制排上；K6有2把鎖安裝在鑰匙控制排上及6kV 隔離開關(guān)總柜上；K7有5把鎖分別安裝在三路輸出及總柜柜門上和總柜的隔離開關(guān)上。閉鎖鑰匙控制排具體結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 閉鎖鑰匙控制排結(jié)構(gòu)圖

由圖2可見，閉鎖鑰匙控制排的作用是用K3、K4和K5來鎖住K6，K3、K4和K5全部打開則K6取不下鑰匙，K3、K4和K5全部鎖住K6才能取下鑰匙。

3 停送電過程中機(jī)械互鎖裝置的操作過程

關(guān)于移動(dòng)變電站在停送電過程中，五防保護(hù)機(jī)械互鎖裝置的操作順序及機(jī)械互鎖裝置在實(shí)現(xiàn)五防保護(hù)功能的過程如下所述，移動(dòng)變電站的停送電操作中機(jī)械互鎖裝置的操作過程見圖3。

3.1 停電過程

移動(dòng)變電站6kV 電源輸出回路共有三路，按下6kV 輸出第一路真空斷路器分段按鈕 （綠色），真空斷路器分?jǐn)啵∠妈€匙K3；第二路、第三路同上。然后把鑰匙K3、K4和K5都插到閉鎖鑰匙控制排的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，取下鑰匙K6，把鑰匙K6插到6kV 側(cè)主隔離開關(guān)相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，用機(jī)械操作的操作桿把6kV側(cè)主隔離開關(guān)打到分?jǐn)辔恢?（注意：此時(shí)6kV側(cè)輸出主隔離開關(guān)上端的母線排仍有高壓電）。按下35kV 側(cè)真空斷路器分?jǐn)喟粹o （綠色），35kV側(cè)真空斷路器分?jǐn)啵∠妈€匙K2。然后用機(jī)械操作機(jī)構(gòu)的操作桿分?jǐn)?5kV 側(cè)站內(nèi)服務(wù)變壓器的負(fù)荷開關(guān)，取下鑰匙K1和把鑰匙K1、K2插到站外35kV 側(cè)主隔離開關(guān)相應(yīng)的鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，然后旋轉(zhuǎn)35kV側(cè)主隔離開關(guān)的操作手柄到分?jǐn)辔恢茫謹(jǐn)?5kV 側(cè)主隔離開關(guān)，取下鑰匙KG，然后把鑰匙KG 插到接地開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，旋轉(zhuǎn)接地開關(guān)的操作手柄，閉合接地開關(guān)，整個(gè)停電過程結(jié)束。

3.2 送電過程

把所有輸入輸出柜子的門窗都關(guān)好后，旋轉(zhuǎn)接地開關(guān)操作手柄到分?jǐn)辔恢茫謹(jǐn)嘟拥亻_關(guān)，取下鑰匙KG，把鑰匙KG 插到35kV 側(cè)主隔離開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，旋轉(zhuǎn)35kV側(cè)主隔離開關(guān)操作手柄到閉合位置，閉合35kV側(cè)主隔離開關(guān)，取下鑰匙K1和K2。先把鑰匙K1插到35kV 側(cè)站內(nèi)服務(wù)變壓器的負(fù)荷開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，用操作桿閉合35kV 側(cè)站內(nèi)服務(wù)變壓器的負(fù)荷開關(guān)。然后把鑰匙K2插到35kV 側(cè)真空斷路器相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，按下35kV 側(cè)真空斷路器吸合按鈕 （紅色），吸合35kV 側(cè)真空斷路器。把鑰匙K7插到6kV 側(cè)輸出主隔離開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，用機(jī)械操作機(jī)構(gòu)的操作桿把6kV 側(cè)主隔離開關(guān)打到閉合位置，取下鑰匙K6，把鑰匙K6 插到輸出閉鎖鑰匙控制排相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，取下鑰匙K3、K4和K5，把鑰匙K3插到6kV 側(cè)第一輸出真空斷路器的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，按下6kV 側(cè)第一輸出真空斷路器吸合按鈕 （紅色），吸合6kV 側(cè)第一真空斷路器。同上用鑰匙K4、K5吸合6kV 側(cè)第二、第三路真空斷路器。

4 移動(dòng)變電站內(nèi)的互鎖關(guān)系

該移動(dòng)變電站設(shè)計(jì)了多種閉鎖關(guān)系，這種閉鎖設(shè)計(jì)提供了一個(gè)有序的安全操作，使對(duì)每一個(gè)開關(guān)的手動(dòng)操作都必須按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，完全避免了由于誤操作而造成的人員傷亡和設(shè)備損壞。站內(nèi)主要閉鎖關(guān)系如下：

（1）35kV 側(cè)隔離開關(guān)和接地開關(guān)的閉鎖關(guān)系。隔離開關(guān)閉合時(shí)，鑰匙KG 在隔離開關(guān)上不能取出，所以接地開關(guān)只能處于分?jǐn)酄顟B(tài)不能進(jìn)行閉合操作；隔離開關(guān)分?jǐn)嗪螅趴梢园谚€匙KG 取出，把鑰匙KG 插到接地開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，然后閉合接地開關(guān)，此時(shí)鑰匙KG 則保留在接地開關(guān)上不能取出，所以隔離開關(guān)只能處于分?jǐn)酄顟B(tài)不能對(duì)其進(jìn)行閉合操作；接地開關(guān)分?jǐn)嗪螅趴梢园谚€匙KG 取出，把鑰匙KG插入到隔離開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，然后閉合隔離開關(guān)。

（2）35kV 側(cè)隔離開關(guān)和側(cè)真空斷路器及服務(wù)變壓器上的負(fù)荷開關(guān)的閉鎖關(guān)系。隔離開關(guān)閉合時(shí)，鑰匙K1和K2可以取下，先用鑰匙K2 閉合站內(nèi)負(fù)荷開關(guān)，此時(shí)鑰匙K2保留在負(fù)荷開關(guān)上不能取出，再用鑰匙K1 吸合站內(nèi)35kV 真空斷路器，此時(shí)鑰匙K1保留在真空斷路器上不能取出，所以這個(gè)時(shí)候不能對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鳌７謹(jǐn)嗾婵諗嗦菲骱罂梢匀ハ妈€匙K1，分?jǐn)嘭?fù)荷開關(guān)后可以取下鑰匙K2，把鑰匙K1和K2一起插到隔離開關(guān)的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，分?jǐn)喔綦x開關(guān)。由于此時(shí)K1和K2鑰匙都不能取下來，所以不能進(jìn)入站內(nèi)對(duì)真空斷路器和負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行閉合操作。

圖3 移動(dòng)變電站的停送電操作中機(jī)械互鎖裝置的操作過程圖

（3）6kV 側(cè)輸出的三路真空斷路器和6kV側(cè)輸出主隔離開關(guān)的閉鎖關(guān)系。6kV 輸入主隔離開關(guān)閉合后，鑰匙K7保留在主隔離開關(guān)上不能取出，可以取下鑰匙K6，把鑰匙K6 插到輸出閉鎖鑰匙排相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，才可以取下鑰匙K3、K4和K5，吸合相應(yīng)的真空斷路器。此時(shí)主隔離開關(guān)不能進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鳌０讶份敵稣婵諗嗦菲鞫挤謹(jǐn)嗪螅∠妈€匙K3、K4和K5同時(shí)插到輸出閉鎖鑰匙控制排相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系。分?jǐn)嘀鞲綦x開關(guān)。才可以取下鑰匙K7，鑰匙K6保留在主隔離開關(guān)上不能取出，所以三個(gè)真空斷路器都不能進(jìn)行閉合操作。

（4）6kV 側(cè)輸出的每一路真空斷路器和與它對(duì)應(yīng)的上級(jí)隔離開關(guān)的閉鎖關(guān)系 （以第一路為例，其他兩路和第一路完全相同）。隔離開關(guān)斷開時(shí)，鑰匙K3在隔離開關(guān)上不能取出，所以對(duì)其對(duì)應(yīng)的真空斷路器不能進(jìn)行閉合操作；隔離開關(guān)分?jǐn)嗪螅趴梢园谚€匙K3取出，把鑰匙K3插到真空斷路器的相應(yīng)鎖孔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)鑰匙，解除閉鎖關(guān)系，然后閉合真空斷路器，此時(shí)鑰匙K3則保留在真空斷路器上不能取出，所以對(duì)其對(duì)應(yīng)的隔離開關(guān)不能進(jìn)行分?jǐn)嗖僮鳌?/p>

（5）6kV 的主輸入隔離開關(guān)和各6kV 間隔柜門的閉鎖關(guān)系。如上面所述，當(dāng)三路輸出真空斷路器都分?jǐn)嗟臅r(shí)候，才能用K6鑰匙分?jǐn)嘀鬏斎敫綦x開關(guān)，但主輸入隔離開關(guān)斷開的時(shí)候，才能取出鑰匙K7，這個(gè)時(shí)候用K7就能打開所有的6kV 間隔的一個(gè)柜門；同樣，任何一個(gè)柜門沒有完全閉合的時(shí)候，K7鑰匙都不能取出，也不能進(jìn)行下一步的真空斷路器的閉合操作。另外所有的6kV 柜門都設(shè)有一個(gè)限位開關(guān)，只有柜門完全閉合，限位開關(guān)動(dòng)作，才能使其對(duì)應(yīng)的真空斷路器閉合，否則將無法對(duì)真空斷路器進(jìn)行閉合操作。

5 結(jié)語

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的使用效果很好，而且性能非常可靠，自從投入使用以來再?zèng)]有出現(xiàn)過人為操作失誤，最終實(shí)現(xiàn)了35kV／6kV 移動(dòng)變電站的五防保護(hù)功能，解決了35kV／6kV 移動(dòng)變電站在停送電方面存在的重大隱患，提高了露天礦供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

［1］ 王遠(yuǎn)璋 .變電站綜合自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)與運(yùn)行維護(hù)（第一版）［M］.北京：中國電力出版社，2004

［2］ 徐明.變電站無人值班改造中相關(guān)技術(shù)問題的探討［J］.繼電器，2005 （1）