變電站隔離開關電機電源遠程控制設計

陳遠達，余多，張樹培，楊銘，陳立東，楊超超

(云南電網有限責任公司保山供電局，保山 678000)

0 前言

隨著調控一體化運行模式的深入開展，供電單位開始研究變電站順序控制，旨在實現斷路器、隔離開關、地刀的遠程控制。現有調控模式僅能實現斷路器的遠方控制，而隔離開關由于需要人員現場給電機電源、現場確認隔離開關狀態[1]等原因，仍無法完全實現遠程控制。其中，對于隔離開關電機電源的遠程控制，有方案提出采用遙控繼電器的方式，即：將遙控繼電器接入電機電源回路中，通過遙控繼電器來控制電機電源回路的通斷。該方法要在回路中增加遙控繼電器，需要對原電機電源回路進行變動；且要實現遠程控制，必須保持電機電源回路中的空開處于閉合的狀態，一旦空開因某種原因跳閘后，遙控繼電器將無法控制電源回路的通斷，導致遠程遙控設備失敗；同時，正常運行時空開保持閉合狀態，回路中沒有形成可視的斷點，也不符合變電站現有運行規程，影響運行人員的判斷。

本文提出在電機電源的空開上加裝遠程控制附件，通過遠程控制附件實現空開的遙控分合，從而控制電機電源回路的通斷。所提方法不需要對原電機電源回路進行變動，只需要在其空開上增加控制附件、輔助觸點，也不影響運行人員的判斷和操作習慣，更符合當前變電站遙控設備電機電源回路的遠程控制要求。

1 設計思路

在設計隔離開關電機電源遠程控制回路時，需要綜合考慮現有測控裝置配置、改造成本、施工安全性等因素。另外，中國南方電網公司《Q/CSG110023-2012. 南方電網公司變電站防止電氣誤操作閉鎖裝置技術規范》明確要求對電動機構的隔離開關、接地開關，在站控層操作時，應通過微機防誤閉鎖軟件及測控裝置閉鎖來實現閉鎖；在就地操作時，可在機構箱門上配置微機防誤機械編碼鎖來實現閉鎖[2]。隔離開關電機電源遠程控制作為隔離開關遠方操作的一部分，在設計時理應考慮五防管理的要求。

綜上所述，要解決隔離開關電機電源遠程控制及防誤問題，須綜合考慮以下幾點：

1）隔離開關電機電源遙控投退

隔離開關電機電源遠程投入、退出是實現調控一體化、隔離開關順序控制的基礎，可以使用帶遙控功能的空氣開關，并通過測控裝置上的分合閘觸點實現。

2）防誤操作控制

隔離開關電機電源遠程控制需考慮防誤操作設計，可以通過在電機電源空開上增加輔助觸點閉鎖遙分、遙合信號，并加入防誤操作體系實現。

3）空開位置監視

空開分、合閘位置可使用空開的輔助觸點及測控裝置上的遙信接點判斷[3]。

4）五防閉鎖功能

對于遠方操作，可在后臺定義時增加五防邏輯實現。對于就地操作，由于隔離開關機構箱本身裝有五防鎖，因此就地操作實則已將五防閉鎖考慮在內[2]。

5）就地操作

考慮緊急情況如事故后恢復供電時要采取就地控制[4]，應選擇能同時具備遠方/就地功能的空氣開關。

2 回路設計

2.1 設計原理圖

綜上考慮，本設計的原理圖如圖1 所示：

圖1 隔離開關電機電源遠程控制原理圖

2.2 設計說明

1）遠程控制單元由4 個電氣元件構成，分別是1 個空氣開關、1 個遠程控制附件、2 個空開輔助觸點，元件之間均有機械聯動。

2）遠程控制附件內自保持線圈P 端接至交流電源，N 端接地，使自保持線圈帶電。控制回路公共端（01a）自交流電源取電后接至測控屏，經連接片后接入合閘觸點（7-26）、分閘觸點（7-28），再經過空開輔助觸點閉鎖后接入遠程控制附件脈沖信號接點Y2。利用分、合閘觸點可遙控遠程控制附件分合，并帶動電機電源空氣開關。

3）使用空開輔助觸點對遙控信號進行閉鎖，可有效防止誤操作。開關分閘時，輔助觸點11-12觸點閉合，11-14 觸點斷開，遠程控制附件只收合閘指令；開關合閘時，輔助觸點11-12 觸點斷開，11-14 觸點閉合，遠程控制附件只收分閘指令。

4）將空開輔助觸點接入信號回路可實現電機電源空氣開關的位置監視。開關合閘時，11-14 接點閉合發合閘信號；開關分閘時，輔助觸點斷開，合閘信號復歸。

5）該回路的五防閉鎖功能，需考慮遠程控制、就地控制兩種操作模式。對遠程控制模式，需對合閘觸點（7-26）、分閘觸點（7-28）進行定義，并在后臺操作員站中設置五防閉鎖邏輯。對就地控制模式，需將遠程控制單元裝設在隔離開關機構箱中，利用機構箱五防編碼鎖實現五防閉鎖。

6）為在緊急情況下能夠就地操作，應選用兼具遠方/就地功能的遠程控制附件。

表1 電氣元件的名稱及用途

3 邏輯設計

變電站隔離開關電機電源遠方操作邏輯如圖2 所示。

通過上述邏輯，可以實現隔離開關電機電源的遠方操作，不僅大大縮短了停送電時間，也降低了工作人員的勞動強度，保障了工作人員的安全。

圖2 隔離開關電機電源遠方操作邏輯

4 材料選擇

隔離開關電機電源遠程控制回路的可靠與否，直接關系到隔離開關能否正常動作[5]。考慮到110 kV、220 kV 隔離開關機構箱在開關廠中露天運行，箱內各電氣元件的工作環境較為嚴苛，在選擇施工材料時，可參考表2 所列技術參數。

表2 電氣元件技術參數

上述電氣元件技術參數適用于大多數正常氣候條件下運行的變電站、發電廠，各單位也可按照自己的實際情況選擇合適的元件。

圖3 施工流程圖

5 安裝調試

在運行中的隔離開關二次側工作，一旦發生人身觸電、回路短路、誤接線，很容易發生帶負荷誤分合隔離開關這樣的惡性誤操作，嚴重時會導致設備損壞、人身傷亡[6]。為了保證施工安全性，需要對施工流程進行規范，施工流程如圖3 所示。

按照上述流程進行施工，可有效保護施工人員安全，防止帶負荷誤分合隔離開關，保證電機電源相序正確，有效規避施工風險。

6 結束語

目前，變電站隔離開關電機電源遠程控制設計已經在220 kV 變電站投入運行，運行效果良好。本文所研究的回路設計簡單明了、安全可靠，各元件采用模塊化設計，有利于后期檢修、維護。即使在一次設備帶電的情況下亦可進行施工，有效避免因設計實施帶來的設備停電。該回路在設計時還考慮了經濟性，電纜敷設量較少，可有效控制改造成本。

變電站隔離開關電機電源遠程控制設計優化了隔離開關的遠方操作模式，實現了隔離開關真正意義上的遠方操作，為調控一體化和變電站順序控制提供了可能。同時，該設計還可用于地刀電機電源、斷路器儲能電機電源、控制電源，具有較好的應用前景。