110kVGW4-1262500型隔離開關二次回路的改進及電機電源配置與運維管理

110 kV GW4-1262500型隔離開關二次回路的改進及電機電源配置與運維管理

梁英杰

(廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東 江門 529000)

摘要：GW4-1262500型隔離開關二次回路在調試和驗收過程中，需將三相電機合上才能調試和檢測輔助控制回路的功能，存在較大的調試作業風險。現嘗試找出導致調試風險的根源，據此提出降低風險的有效措施，并就隔離開關電源的配置和運維管理提出要求，以期提高隔離開關的安全運行水平。

關鍵詞：隔離開關；二次回路；電源管理

收稿日期:2015-05-20

作者簡介：梁英杰(1983—)，男，廣東人，電氣工程師，從事繼電保護、變電運行和電能計量工作。

0引言

在電力系統中，隔離開關是高壓一次設備中使用最多的一種設備。其由于具有隔離電源、與斷路器配合能夠改變系統運行方式并可接通或斷開小電流電路(如拉合正常運行的電壓互感器和避雷器)的功能，在電力系統的安全運行中起著不可代替的作用。

220 kV臺山站是江門電網的一個綜合自動化變電站，其110 kV側需技改安裝的是由阿海琺(AREVA)公司生產的GW4-1262500型隔離開關及接地刀閘。工程人員發現該型隔離開關的二次回路在調試和驗收過程中，需將三相電機合上才能調試和檢測輔助控制回路的功能，存在較大的調試作業風險。本文嘗試找出導致調試風險的根源所在，據此提出降低風險的有效措施，并就隔離開關電源的配置和運維管理提出要求，以期提高隔離開關的安全運行水平。

1GW4-1262500型隔離開關二次回路存在的問題

GW4-1262500型隔離開關采用380 V交流異步電機，通過交流輔助控制回路控制電機的正轉和反轉，實現隔離開關的合閘和分閘。對比和分析阿海琺廠家該型隔離開關新舊型號電機回路原理圖(圖1) 及二次輔助控制回路原理圖(圖2) 可知，相對舊型號，臺山站要技改安裝的新型號隔離開關電機回路增加了電機電源缺相保護繼電器KA1、KA2和KA3及對應串接在刀閘電動輔助控制回路中的節點。電機電源缺相保護的作用在于：當電機三相交流電源斷線缺相時，KA1、KA2和KA3任何一個繼電器將因相電壓值過低而返回，其常開節點立即斷開，閉鎖隔離開關的電動輔助控制回路，中止隔離開關的分閘和合閘。在日常運行過程中，為降低隔離開關誤分或誤合的風險，隔離開關的電機電源一般會被嚴格要求處于斷開狀態，需要對隔離開關進行操作時才合上。當對隔離開關進行檢修調試或控制回路故障排查時，除外部閉鎖回路外控制回路還被電機回路的缺相保護繼電器節點閉鎖，則控制回路的功能檢修調試和故障排查工作就變得困難。此時若合上隔離開關的電機電源QM1，解鎖被缺相保護節點閉鎖的控制回路，若外部閉鎖回路滿足解鎖條件且控制回路存在誤碰的情況，隔離開關就可能被誤分或誤合。因此，本型號隔離開關需采取有效措施滿足檢修調試和排查故障的需要，同時滿足自身安全運行的需要。

圖1　新舊型號隔離開關電機回路原理圖

圖2　隔離開關二次控制回路原理圖

2GW4-1262500型隔離開關二次回路的完善和實施

2.1GW4-1262500型隔離開關二次回路改進方案

針對110 kV GW4-1262500型隔離開關輔助控制回路存在的問題，本文從多個環節嘗試對隔離開關的電機回路和控制回路進行改進，共有以下3種備選方案：

方案一：對隔離開關電機回路進行改進。將電機回路中的三相缺相繼電器KA1、KA2及KA3移接到電機保護斷路器QM1前的端子上。隔離開關控制回路進行檢修調試或故障排查時，可以斷開電機保護斷路器QM1，使隔離開關電機不接入三相交流電源，控制回路不會被缺相繼電器節點閉鎖。如圖3所示。

圖3　方案一：隔離開關電機回路改進前后對照圖

方案二：依然只對隔離開關電機回路進行改進。在電機回路中的三相缺相繼電器KA1、KA2及KA3接入點至電機分合閘交流接觸器接入點之間串接入一個三相交流空開QK1，隔離開關控制回路進行故障排查或檢修調試時，合上電機保護斷路器QM1、斷開空開QK1即可，控制回路不會被缺相繼電器節點閉鎖，如圖4所示。

圖4　方案二：隔離開關電機回路改進前后對照圖

方案三：只對隔離開關輔助控制回路進行改進。在隔離開關的控制回路中，用一單相交流空開QK及兩軟導線并接在三相缺相繼電器KA1、KA2及KA3三副串接在一起的常開接點KA1、KA2及KA3的首端和末端。當隔離開關進行故障排查或檢修調試時，可以合上單相交流開關QK，將三相缺相繼電器KA1、KA2及KA3三副串接在一起的常開接點KA1、KA2及KA3短接，電機不接入三相交流電源，便可進行隔離開關控制回路的調試操作；當隔離開關正常運行時，斷開交流開關QK，斷開短接線，不對原隔離開關的控制回路產生任何影響。如圖5所示。

圖5　方案三：隔離開關輔助控制回路改進后示意圖

2.2GW4-1262500型隔離開關二次回路改進方案的選擇和實施

通過表1對各方案在對其他二次回路可靠性和性能的影響、對缺相保護保護范圍的影響、實施經濟成本和實施難度等4個方面的比較，可以得出方案三無疑是最佳選擇。

表1　對策方案的選擇

本文決定采用方案三對隔離開關的控制回路進行改良，如圖6所示。

圖6　隔離開關控制回路改良實施圖

3電動隔離開關電機電源配置的完善和運維管理

在隔離開關的實際運行過程中，除了要確保其電機回路和輔助控制回路的功能完善外，隔離開關電機電源的配置是否完善、運維管理是否到位也是決定隔離開關能否安全運行的重要因素，必須加以重視。

3.1電動隔離開關電機電源配置的完善

電動操作機構敞開式隔離開關機構箱、端子箱內應配置獨立的電機電源開關。對隔離開關電機電源無法獨立退出或機構箱未設置電機電源的，應制定計劃逐年技改，確保每組/相隔離開關在端子箱(匯控箱)和機構箱內均配置獨立電源。

3.2電動隔離開關操作過程中電機電源管理要求

(1) 正常運行時，電動操作機構隔離開關的電機電源開關應在退出位置。倒閘操作時，在隔離開關操作前將電機電源開關投入，隔離開關操作完成后將電機電源開關退出。

(2) 隔離開關電機電源開關應在機構箱處投退。機構箱內無電機電源開關的，可在端子箱/匯控箱處投退。敞開式隔離開關機構箱處無獨立電機電源開關，必須在端子箱/匯控箱處退出。退出時，應在機構箱處用萬用表測量，確認電源已退出。

(3) 隔離開關電機電源開關在操作時應按順序逐一投退，禁止在操作前將擬操作的隔離開關電機電源開關一次性投入。

(4) 監控人員遠方操作隔離開關時，隔離開關電機電源也應在操作前投入、操作后退出。

(5) 出現以下情況之一，隔離開關電機電源可暫時不用退出：1) 電機電源與其他電源(不包括照明回路)共用同一空氣開關或熔斷器；2) 電機電源空氣開關接點接入控制、信號或其他重要回路；3) 各級電力調度控制中心要求運行中長期投入主變中性點隔離開關電機電源。

3.3現場施工作業期間電動隔離開關電機電源管理要求

(1) 施工作業過程中需要電動操作已連接高壓引線的隔離開關時，應由運行人員投退隔離開關電機電源，并在操作過程中安排專人監護。

(2) 對一側帶電且機構箱內未設獨立電機電源的隔離開關，除在施工方案和工作票中明確在匯控箱或端子箱內退出隔離開關電機電源外，還應在施工方案和二次回路措施單中注明解開隔離開關機構箱內電機電源進線電纜芯的安全措施，由工作班組負責實施并做好絕緣隔離。

4結語

為降低110 kV GW4-1262500型隔離開關檢修調試及故障排查的難度和風險，通過采取在隔離開關輔助控制回路中并接一控制空開的措施，防止因檢修調試和故障排查需要合上電機電源時可能誤分和誤合隔離開關事故的發生。同時通過對隔離開關電源配置和運維管理提出細致嚴格的要求，并在日常生產中加以落實，從而確保了設備的安全運行。

[參考文獻]

[1]張全元.變電運行現場技術問答[M].3版.北京：中國電力出版社，2013.

[2] 《二次回路識圖及故障查找與處理》編寫組.二次回路識圖及故障查找與處理[M].北京：中國水利水電出版社，2011.