GIS變電站防誤閉鎖系統研究

李亮

摘 要：近年來，GIS設備發展非常迅速，已被廣泛應用于各類變電站，其接地系統設計與施工是確保110 kV變電站運行質量的關鍵，需要予以足夠的重視。指出了GIS設備的特點，就電力系統中的防誤閉鎖問題及接地操作的間接驗電問題進行了分析，并制定了合理的補充設計方案，希望以此提高變電站運行的安全性和可靠性。

關鍵詞：GIS設備；電氣閉鎖；快速地刀；二次回路

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.21.108

1 “GIS”的定義

“GIS”就是將SF6（六氟化硫）斷路器及其他高壓電氣元件，按照所需要的電氣主接線安裝在充有一定壓力的SF6氣體的金屬殼體內所組成的一套設備。GIS全稱為“Gas Insulated Switchgear”，即“氣體絕緣全封閉組合電器”。GIS一般包括斷路器、過渡元件、隔離刀閘、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、進出線套管或電纜接頭元件。

2 GIS設備的特點

近幾年來，隨著經濟的發展，東部沿海地區土地資源日趨緊張，工業發展導致環境污染加劇，霧霾和酸雨等重污染天氣增加。這使得戶外敞開式電氣設備大量銹蝕，影響了電氣設備的日常操作和運維，大大縮短了設備的使用壽命。GIS組合電器由于占地面積小、占用空間少、運行可靠性高、維護工作量小、檢修周期長、不受外界環境條件的影響、無靜電感應和電暈干擾、噪聲水平低、抗震性能好、適應性強等優點被大量應用于110 kV及以上電壓等級的電氣設備中。GIS組合電器的使用也帶來了一個新課題，即接地操作前一般無法直接驗電，需要間接驗電。

3 快速地刀二次回路接線分析

研究已投運的110 kV GIS變電站發現，除進線地刀外，其他地刀一般采用三工位開關，主刀和地刀間既有機械聯鎖和電氣閉鎖，又有微機五防，防誤閉鎖可靠。110 kV進線接地閘刀一般采用快速地刀?？紤]到成本，110 kV變電站一般僅裝設A，C相高壓帶電顯示器傳感器，2個傳感器二次驗電信號共用一付接點輸出，僅當A，C相均無電壓時接點接通，輸出線路無電信號，線路帶電，顯示器指示燈滅。如果本間隔線路閘刀在分閘位置，則線路快速接地閘刀操作回路有電，可以分合閘。線路A，C相任一相有電，則接點閉合，線路帶電顯示器指示燈常亮，線路快速接地閘刀操作回路無電，閉鎖地刀分合閘操作。

多數110 kV GIS變電站設計時考慮節約土地等因素，一般采用多層布置，即110 kV GIS設備在二樓，10 kV設備在一樓，主變戶外安裝或戶內安裝。110 kV進線通過架空進線接入110 kV進線氣室，安裝位置很高，無法直接驗電。

如果110 kV進線B相有電或A，C相高壓帶電顯示器傳感器均失靈，傳感器二次回路、接點出現故障等，均會發生帶電合線路快速地刀的惡性誤操作事故，同時在設計上也無法滿足新《變電安規》間接驗電的要求，屬于裝置性違章。

近幾年來，由于系統內防誤裝置不完善而導致的惡性誤操作事故屢有發生，應對此類設備進行技改，完善防誤閉鎖邏輯。完成技改前，一般將該類裝置性違章設備列入變電站反措目錄，使運維操作人員人人心中有數。在日常巡視中，應加強對帶電顯示器指示燈和避雷器泄漏儀的巡視，發現缺陷立即上報，并及時處理。同時把合快速地刀前檢查本線路避雷器泄漏儀無泄漏電流，列入操作票作為檢查項，以防惡性誤操作事故發生。

4 間接驗電的非同源或非同樣原理指示

4.1 指示類型

線路快速地刀合閘前間接驗電的非同源或者非同樣原理的常見指示有4種，即線路電壓互感器的二次電壓、線路避雷器泄漏儀的泄漏電流、取自線路側絕緣子的帶電顯示器電壓和取自線路導線的帶電顯示器電壓。

4.2 各種指示技改的可行性分析

4.2.1 線路電壓互感器的二次電壓

一般情況下，僅在220 kV變電站中安裝單相電容式線路電壓互感器。考慮投資成本，110 kV橋接線GIS變電站一般不設計安裝單相線路電壓互感器。如果重新加裝，則需增加新的氣室，改變變電站原有接線方式。這樣，既會大大增加生產成本，又需要整套GIS設備停電，還要涉及新、舊氣室搭接后密封性問題，加上SF6氣體回收和重新灌裝、二次回路的改變及監控后臺點號的增加等，工程量極大，實用價值較低。

4.2.2 線路避雷器泄漏儀的泄漏電流

線路停役后避雷器泄漏儀的泄漏電流指示為零，能正確反映設備狀態。對已安裝的線路避雷器泄漏儀進行改造，并從避雷器泄漏儀中取出泄漏電流，經專用裝置轉化處理后供閉鎖回路使用。該方法無需停電，無需在GIS氣室內增加設備，二次接線簡單，最具實用價值。

4.2.3 取自線路側絕緣子的帶電顯示器電壓

由于GIS設備均采用盆式絕緣子，無法通過絕緣子抽取線路電壓，因此，該方法在GIS設備中無實用價值。從支持絕緣子抽取電壓供帶電顯示器使用的方法多用于開關柜內35 kV設備和10 kV設備。

4.2.4 取自線路導線的帶電顯示器電壓

通過在GIS氣室內裝設線路高壓帶電顯示器傳感器，抽取線路電壓，再通過二次回路轉化后供線路帶電顯示器和閉鎖回路使用。目前，110 kV GIS變電站線路帶電顯示器指示燈和快速地刀閉鎖回路就利用該電壓。

5 線路避雷器泄漏儀泄漏電流的應用

通過增加新的裝置從線路避雷器泄漏儀取三相泄漏電流，并設定泄漏電流門檻值。如果取到的泄漏電流低于設定的門檻值則輸出為0，高于門檻值則輸出為1，由裝置顯示線路A，B，C相任一相是否帶電。三相并聯后輸出，僅當三相均無電時輸出線路無電信號，作為一條線路有無電的一個指示。

線路避雷器泄漏儀泄漏電流常見的2種應用如下：①作為一個非同樣原理的指示串聯接入線路快速地刀電氣閉鎖回路，作為一個閉鎖條件，如圖1所示。該回路滿足新《變電安規》

間接驗電的要求，即存在2個非同樣原理的指示，僅當2個閉鎖條件指示無電時且線路閘刀在分閘位置，線路快速地刀操作回路有電，線路快速地刀可進行分合閘操作。②二次接線單獨增加復驗電回路，線路避雷器泄漏儀泄漏電流作為微機五防復驗電的閉鎖條件，如圖2所示。僅當線路避雷器三相泄漏儀均無泄漏電流時，電腦鑰匙的驗電程序可通過，進入下一步快速地刀間隔確認。該方法通過2個二次回路達到了新《變電安規》中關于間接驗電2個非同樣原理指示的要求。

6 結束語

總之，防誤裝置故障的判斷、處理及改進具有重要的探討價值。因此，要堅持注重對變電站各種防誤系統閉鎖條件的全

面審核，使各設備操作時的閉鎖條件更加嚴謹，避免在計算機邏輯閉鎖或電氣閉鎖條件中存在不安全的情況，從源頭上保證防誤系統的正確性。本文從變電運維角度提出了改進方案和避免異常發生的措施，并運用于實踐，保證了電氣設備防誤系統的完善性。另外，為了彌補GIS裝置操作的不唯一性、操作無次序限制、防誤分誤合斷路器無強制性措施等缺點，可以裝設相應監視回路及微機防誤操作系統，使防誤操作系統更加智能化、更加可靠。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕