遠方投退電動隔離開關電源回路的研究

方艷斌 雷亞蘭 李建東

摘 要：通過闡述電動隔離開關現行的操作方法，指出其弊端，并研究從電動隔離開關控制電源和電機電源回路相應的改造方案，到現場實際驗證回路更改的正確性，說明此次遠方投入或退出操作電機控制和電機電源回路更改成功，為今后電動隔離開關遠方投退電機電源回路的設計提供了新方式。

關鍵詞：電動隔離開關；遠方投退電源；電機控制回路；電機電源回路

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.176

0 引言

隔離開關是電力系統中必不可少的一次重要設備，它可以在需要停電或檢修的設備和其他帶電部分之間，形成保障人身和設備的安全距離且有明顯可見的斷開點，這個斷開點主要是由人工或電機驅動隔離開關操作機構來實現的。而電動操作隔離開關可選就地、遠方、手動的操作，遠方分、合操作在電機電源投入后，在監控后臺就能操作隔離開關“分”、“合”，不但方便且具有較高的安全性。這為緊急事故狀態下設備狀態轉換和正常倒閘操作節省了時間，同時也消除了運行人員力量不夠而難以將手動操作隔離開關操作到位的隱患。雖然節省了倒閘操作的時間和消除了隱患，但電動操作機構因回路異常導通發生自動分合的情況，會造成惡性事故，損壞設備及造成人員傷害。

1 概述

因隔離開關電源分、合回路誤導通使隔離開關發生自動分合引發的事故事件主要發生在以隔離開關為電動操作機構的變電站，并且在電力系統還常有發生，為防止類似事故發生，云南電網系統內35kV及以上變電站《云南電網有限責任公司現場電氣操作票業務指導書》中6.1.3.12條款規定了電動機構隔離開關的電機電源操作的相關要求，隔離開關處運行狀態時，隔離開關的電機電源回路空氣開關應在退出位置。需要變更設備狀態時，在隔離開關操作前應將電機電源回路空氣開關投入，隔離開關操作完成后將電機電源回路空氣開關退出。遠方操作隔離開關，隔離開關電機電源也應在操作前投入、操作后退出。

因此，運行人員在運行和倒閘操作時都是按此標準執行，而造成了倒閘操作流程存在一些弊端。同時，隨著調控一體化運行模式的推廣，變電站按無人值班設計，設備的操作逐漸由變電站轉移到遠方的監控中心。目前的調控一體化模式下，僅能實現調控中心對斷路器的遠方操作，隔離開關還不能實現遠方操作，原因如下：（1）需要派人去現場操作電機和控制電源。（2）需要人工在現場確認設備操作結果。調控一體化“調而不控”，難以真正實行，優勢得不到體現，而且增加了運行人員的工作量和工作強度，因此，亟需解決隔離開關電機電源控制問題，使得調控一體化運行模式能真正落地。

2 現場電動隔離開關倒閘操作流程弊端

按標準在倒閘操作中執行這種投退電動隔離開關電機電源的操作能夠有效地防止隔離開關誤分合，但在操作流程中產生一個問題：在進行正常的倒閘操作時，要通過五防微機防誤閉鎖系統來完成操作，當運行人員進行遠方操作電動隔離開關時，應投入隔離開關電源才能操作，在實際操作中有以下三種操作方式。

方式一：在兩人操作的基礎上，新增兩人作為輔助操作人，一組人在主控室進行遠方操作，另一組輔助操作人到現場使用五防機械解鎖鑰匙打開相應隔離開關機構箱門投退隔離開關電源空氣開關，通過對講機與遠方操作人溝通，操作人在進行遠方分合隔離開關的操作。這種操作方法弊端：在五防微機防誤閉鎖系統及五防鎖具正常的情況下，使用五防機械解鎖鑰匙的操作，違反了網、省公司防誤閉鎖裝置管理中進行解鎖操作的規定，容易發生誤操作。

方式二：在正常的兩人操作基礎上不新增輔助操作人，不使用五防機械解鎖鑰匙解鎖，只由正常的兩人操作。隔離開關需要遠方操作時，操作人攜帶一把五防電腦鑰匙，監護人監護現場使用電腦鑰匙讀取機構箱機械鎖碼并開鎖，按操作票所列項目投入或退出電機電源，在返回主控室進行遠方遙控操作隔離開關，操作完后回到現場檢查并退出電動隔離開關電機電源。弊端在于現場操作人需在主控室與現場之間往返跑，遇到大型操作，往返跑現象嚴重，操作人員負擔重，也使倒閘操作的時間延長，效率低。

方式三：兩人就地操作，帶著五防電腦鑰匙到隔離開關現場就地進行操作，存在就地操作隔離開關過程中有發生瓷瓶斷裂、短路等對人身安全造成威脅的意外事故。

因此，針對以上三種方式操作帶來的弊端，改進電動隔離開關電機電源投退操作方式是必要的。同時依據《云南電網有限責任公司現場電氣操作票業務指導書》中6.1.3.12條款規定的電動隔離開關電機電源投入和退出操作順序，我們只要找到對電動隔離開關電機電源回路改造，符合標準要求規定的操作順序也是可行的。因此，本文對電動隔離開關電機電源回路進行了研究，有以下電動隔離開關電機電源回路改造的構想，并提出了一種變電站隔離開關控制電源、電機電源遠程控制系統。

3 電動隔離開關電機電源回路研究

3.1 電動隔離開關電機工作回路

在隔離開關控制回路、電機回路中（見圖1），我們可以分析出隔離開關就地分、合閘回路無任何電氣閉鎖，具體分析如下：

遠方合隔離開關過程：將隔離開關控制電源QF2空氣開關、電機電源QF1合上，遠方/就地把手（打至遠方），遠控合繼電器動作接點閉合，其合閘過程為：QF2空氣開關接點→經過12、10端子排→KM1繼電器→KM2接點（常閉）→SL1合閘限位行程開關（分閘時常閉）→SL3手、電動閉鎖行程開關（無閉鎖時常閉）→XT端子排→GDH電動機綜合保護器接點（常閉）→SB2停止按鈕接點（常閉）→15、16端子排→回路導通，KM1繼電器勵磁帶電：（1）隔離開關控制回路中KM1常開接點閉合，形成自保持回路；（2）電機回路KM1接點閉合，電機正傳，隔離開關合閘。

從遠方操作隔離開關合閘過程分析可知遠方操作隔離開關分合閘，在回路內無電氣閉鎖，操作時就地通過五防鑰匙打開隔離開關機構箱門鎖，通過切換遠方/就地把手在遠方位置，合上電機電源，即可在監控后臺進行遠方操作。如果隔離開關切換把手置于“遠方”位置，合上控制電源空氣開關，斷開電機電源空氣開關，那隔離開關結構箱內這些切換把手、控制電源、電機電源的狀態，是符合《云南電網有限責任公司現場電氣操作票業務指導書》中6.1.3.12條款規定的電動隔離開關電機電源的一個操作狀態的，即使有遠方分合隔離開關信號，電機電源不投入，隔離開關也不會分合。要遠方分合閘，就需要人工來進行電機電源的投入和退出操作，那就會來產生上述電動隔離開關倒閘操作流程三種方式的弊端。因此，從最根本的人工來進行電機電源的投退操作入手，從電機電源回路上優化投退的操作，不需要人員來就地操作。

3.2 電動隔離開關電機電源回路研究

從隔離開關控制回路、電機回路中（見圖1）可以研究分析得出，電機控制回路在控制回路導通的情況下，隔離開關電機電源QF1不投入的情況下，電機不運轉是不能分合隔離開關的，那我們就可以在電機控制回路中設置一個KM4接點和電機電源回路設置KM3接點 （如圖2），使這兩個接點閉合斷開的繼電器可以設置在五防回路中（如圖3），在微機防誤閉鎖系統上進行電機控制電源和電機電源的投退操作，實現遠方投退電機控制電源和電機電源的操作。

遠方投入電源過程：在五防微機防誤閉鎖系統上操作五防離開關控制電源和電機電源合后→KA1繼電器→KA1接點閉合→①KM4繼電器→KM4接點閉合（電機控制回路導通）同時另一KM4接點閉合自保持， ②KM3繼電器→KM3接點閉合（電機電源回路導通）。遠方投入電源操作完畢，就進入到正常的遠方合隔離開關流程。

遠方退出電源過程：在五防微機防誤閉鎖系統上操作五防離開關控制電源和電機電源分后→KA2繼電器→KA2接點斷開→①KM4繼電器→KM4接點斷開（電機控制回路斷開）， ②KM3繼電器→KM3接點斷開（電機電源回路斷開）。遠方退出電源操作完畢，就進入到正常的遠方分隔離開關流程。

3.3 電動隔離開關電機電源回路驗證

隔離開關控制回路、電機回路加裝中間繼電器和回路接點改造后，為了驗證改造后的回路是否具備遠方操作投退電機電源，進行了現場實際驗證。在五防微機防誤閉鎖系統中設置相應遠方控制電機電源遙空投退的操作內容，操作時按正常的微機防誤閉鎖系統遠方操作步驟執行。

現場經過改進回路的接線后，驗證了（1）現場操作機構箱將隔離開關遠方/就地把手切換至“遠方”位置，合上控制電源和電機電源空氣開關，遙控分合隔離開關，不能分合。當遠方操作電機控制和電機電源投入后，在遙控分合隔離開關，隔離開關能正確分合。（2）現場操作機構箱將隔離開關遠方/就地把手切換至“就地”位置，合上控制電源和電機電源空氣開關，遙控分合隔離開關，不能分合。就地按分合按鈕后，隔離開關能正確分合，采用該設置就可以實現就地、遠程兩種五防控制方式，便于人員的操作控制，說明此次遠方投退電動隔離開關電源回路的研究更改成功。

4 結束語

本文針對電動隔離開關在倒閘操作中的投退電機電源操作給整個操作流程帶來的弊端，研究了相應的更改方案，使更改后能遠方投退電動隔離開關控制電源和電機電源，提高了倒閘操作的效率；改變了原有的使用五防機械解鎖鑰匙解鎖機構箱就地投退隔離開關電源的操作模式，避免了繁雜的五防解鎖申請使用流程；也為今后電動隔離開關控制電源和電機電源回路的設計提供了新的思路。

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