220 kV隔離式斷路器操作方法淺談

朱勝龍，陳貴亮，張佳慶，鄭 浩，湯建華

1.國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院，安徽合肥 230601；2.國網(wǎng)安徽省電力公司滁州供電公司，安徽滁州 239000；3.國網(wǎng)安徽省電力公司，安徽合肥 230061）

1 新一代智能變電站新型接線方式

滁州供電公司220 kV泓濟(jì)變電站是安徽省投入運行的第一座新型智能變電站，被國家電網(wǎng)列為新一代智能變電站擴(kuò)建標(biāo)桿工程。該站220 kV系統(tǒng)采用雙母線單分段方式，4回220 kV出線開關(guān)及主變開關(guān)間隔均只保留母線側(cè)Ⅰ母、Ⅱ母閘刀，取消線路側(cè)閘刀。因此當(dāng)線路要求檢修時，斷路器也需配合轉(zhuǎn)到檢修狀態(tài)。相對于傳統(tǒng)變電站，該接線方式的特點為：無獨立的斷路器檢修狀態(tài)，只有開關(guān)及線路在檢修狀態(tài)。斷路器及線路運行狀態(tài)定義如表1所示。

表1 220 kV斷路器及線路運行狀態(tài)

2 隔離式斷路器功能及結(jié)構(gòu)特點

本站現(xiàn)在使用的斷路器為西安市西電高壓開關(guān)公司生產(chǎn)的ZCW9——252L型智能化集成隔離斷路器。該產(chǎn)品的最大優(yōu)點是各類設(shè)備高度集成、占地面積小。所集成設(shè)備包括無源式電子式電流互感器、智能組件、線路側(cè)接地閘刀、斷路器本體等（圖 1）。

圖1 ZCW9——252L型智能化集成隔離斷路器

該種新型斷路器與傳統(tǒng)斷路器的最大區(qū)別是配置了一套獨立的防合閘閉鎖裝置。防合閘閉鎖裝置的基本原理是：當(dāng)斷路器分閘后，此裝置作用于斷路器的合閘傳動機(jī)構(gòu)，利用閉鎖桿擋住機(jī)構(gòu)閘刀擎子從而將傳動機(jī)構(gòu)抱死，實現(xiàn)對斷路器的機(jī)械聯(lián)鎖，避免斷路器誤動作。為施工人員的生命安全、電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。

該系列產(chǎn)品設(shè)置了雙套的智能終端、全光纖CT采集裝置和合并模塊，分別安設(shè)在控制A柜和B柜內(nèi)。A柜內(nèi)的斷路器遙控操作“遠(yuǎn)方/就地”切換把手，作用相當(dāng)于傳統(tǒng)斷路器的QK把手，可以將斷路器的分合閘權(quán)限由本地（智能終端）交至后臺及監(jiān)控，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；B柜內(nèi)的操動機(jī)構(gòu)“遠(yuǎn)方/就地”切換把手，可以將斷路器機(jī)構(gòu)及防合閘閉鎖機(jī)構(gòu)的分合閘權(quán)限由本地（操動機(jī)構(gòu)）交至智能終端，故而只有將操動機(jī)構(gòu)“遠(yuǎn)方/就地”轉(zhuǎn)換手柄置于“就地”方可現(xiàn)場操作防合閘閉鎖裝置。

電力調(diào)度規(guī)程使用“熱備、冷備、檢修、運行”對分?jǐn)嘣O(shè)備進(jìn)行定義。本單位根據(jù)新型設(shè)備的特點以及運行的相關(guān)規(guī)程，對隔離式斷路器的4種狀態(tài)也作了嚴(yán)格定義。傳統(tǒng)斷路器與隔離式斷路器在運行與熱備用下的設(shè)備狀態(tài)相同，區(qū)別較大部分在“冷備”情況下：傳統(tǒng)斷路器的分?jǐn)嘣O(shè)備及上下隔離均在分閘位置，而新型隔離斷路器分?jǐn)嘣O(shè)備和上隔離為分閘，新增加的閉鎖功能裝置為合閘位置，操動機(jī)構(gòu)“遠(yuǎn)方/就地”轉(zhuǎn)換手柄置于“就地”狀態(tài)（圖 2）。

圖2 新型隔離式斷路器與傳統(tǒng)斷路器的區(qū)別

3 聯(lián)鎖系統(tǒng)

為了防止運行人員誤操作、防止隔離式斷路器誤動作，該隔離斷路器設(shè)計了電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖2個聯(lián)鎖系統(tǒng)。

3.1 電氣聯(lián)鎖

電氣聯(lián)鎖是通過對隔離斷路器、接地開關(guān)和防合閘閉鎖裝置三者的不同位置情況進(jìn)行分類組合構(gòu)成不同的觸發(fā)條件用于相互控制（圖3）。

圖3 防合閘閉鎖與斷路器、接地閘刀間的邏輯關(guān)系

當(dāng)集成式隔離斷路器電氣聯(lián)鎖投入時，只有當(dāng)圖中“加號”兩邊的條件同時滿足時，“箭頭”方向的電氣控制操作才能執(zhí)行。其邏輯關(guān)系由隔離斷路器、防合閘閉鎖裝置和接地閘刀各自的電氣控制原理圖中串接的聯(lián)鎖回路來實現(xiàn)。

類似高壓柜“五防”功能（即：防止誤分、合斷路器；防止帶負(fù)荷分、合隔離開關(guān)；防止帶電掛（合）接地線（接地開關(guān)）；防止帶地線送電；防止誤入帶電間隔）：閉鎖功能裝置和上下側(cè)接地裝置在設(shè)備合閘時只能位于“分閘”且狀態(tài)不可改變；閉鎖功能裝置只有待“設(shè)備分”后方可操作；同樣接地裝置只有待閉鎖功能裝置合閘后方可動作；斷路器此時被機(jī)械閉鎖于分位，不可進(jìn)行任何操作；當(dāng)接地裝置合上后，裝置及斷路器本身均不能動作。此過程體現(xiàn)了斷路器、防合閘閉鎖裝置、接地閘刀三者之間的邏輯聯(lián)鎖關(guān)系。在智能控制B柜內(nèi)設(shè)置有電氣“聯(lián)鎖/解鎖”切換開關(guān)，作用是實現(xiàn)三者間電氣上的聯(lián)鎖。斷路器運行時開關(guān)置于“聯(lián)鎖”位置，不得解鎖。

3.2 機(jī)械聯(lián)鎖

機(jī)械聯(lián)鎖是通過向新型隔離斷路器操動機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的閉鎖功能裝置推入或拉出閉鎖桿來實現(xiàn)閉鎖功能。拉出閉鎖桿即是將防合閘閉鎖裝置解鎖，此時方可分合斷路器。推入閉鎖桿則閉鎖功能裝置動作，閉鎖桿擋住機(jī)構(gòu)閘刀擎子，斷路器被機(jī)械閉鎖不可合閘。

4 操作方法及注意事項

值班員在在220 kV隔離式斷路器上進(jìn)行狀態(tài)切換時，必須嚴(yán)格遵守上節(jié)邏輯關(guān)系。操作前，應(yīng)認(rèn)真檢查斷路器、防合閘閉鎖裝置、接地閘刀三者的位置。每次操作完防合閘閉鎖裝置后，務(wù)必從斷路器機(jī)構(gòu)箱側(cè)面的窗口觀察機(jī)械分合閘指示，確定閉鎖裝置是否已分合到位，根據(jù)雙套智能終端的對應(yīng)指示燈及操作面板的信號燈等來確定各設(shè)備的狀態(tài)無誤后，方可進(jìn)行下一步操作。

本站的220 kV系統(tǒng)接線方式，隔離式斷路器從熱備用轉(zhuǎn)冷備用、冷備用至檢修的操作步驟為：（遠(yuǎn)方控制）拉開斷路器，依次將“斷路器遠(yuǎn)方/就地遙控轉(zhuǎn)換手柄”及“操動機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)方/就地轉(zhuǎn)換手柄”從“遠(yuǎn)方”置于“就地”，再合閉鎖功能裝置，注意觀察機(jī)械閉鎖位置是否正確。確認(rèn)無誤后依次進(jìn)行拉上側(cè)隔離、合上側(cè)接地、合線路側(cè)接地（或在該處封線）的操作。尤其需要注意的是，為了防止帶負(fù)荷拉閘情況的發(fā)生，必須在拉開母線側(cè)閘刀前確保防合閘閉鎖裝置已經(jīng)合閘。而檢修轉(zhuǎn)冷備、冷備轉(zhuǎn)熱備用的操作過程與上述剛好相反，分開接地（拆除封線）后應(yīng)先合上上側(cè)隔離，再拉開閉鎖功能裝置，由此體現(xiàn)閉鎖功能裝置可以閉鎖斷路器分閘，進(jìn)一步保障人身、設(shè)備安全。

5 結(jié)論

目前國家電網(wǎng)已經(jīng)將“系統(tǒng)高度集成、經(jīng)濟(jì)節(jié)能環(huán)保、支撐調(diào)控一體”作為中心思想來試點和推廣新型變電站，使得變電站電氣主回路受新型智能化開關(guān)設(shè)備影響日漸增大成為發(fā)展趨勢。而隔離式斷路器由于體積小、機(jī)構(gòu)緊湊，作為新型智能變電站一次設(shè)備中重要組成部分，在現(xiàn)場實際工作中的作用越來越重要。

［1］易海瓊，兌瀟瑋，李勇.基于隔離式斷路器的智能變電站電氣主接線優(yōu)化［J］.電力建設(shè)，2014（6）：99-103.

［2］闞金輝.500 kV斷路器控制回路缺陷分析及對策［J］.通信電源技術(shù)，2014（6）：125-127.

［3］劉立峰，劉海瓊.隔離斷路器在新一代智能變電站中的應(yīng)用［J］.湖北電力，2013（9）：11-12.

［4］劉可龍.變電站常用防誤操作裝置種類及運用分析［J］.電子世界，2013（16）：84.

［5］史貴孟，臧興海，陳志源.新型正副母隔離開關(guān)機(jī)械防誤閉鎖方案［J］.電力安全技術(shù)，2015（4）：70-72.

［6］朱杰，劉斌，劉麗潔.10 kV柱上隔離開關(guān)與站內(nèi)進(jìn)線斷路器閉鎖裝置的研制［J］.電器與能效管理技術(shù)，2014（23）：32-35.

［7］陳偉民.變電運行倒閘誤操作原因及解決［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（19）：115.

［8］陳婧.臨汾高村110 kV智能化變電站的設(shè)計研究［D］.北京：華北電力大學(xué)，2013.

［9］林禹彤.智能變電站的規(guī)劃與建設(shè)［D］.長春：吉林大學(xué)，2014.

［10］楊景真，王萬祥，張名貴，劉宗茂.基于隔離開關(guān)檢修的隔離斷路器分析研究［J］.河北機(jī)電學(xué)院學(xué)報，1989（1）：4-10.