6 kV高壓開關柜“五防”系統改進方案

褚延廣，曹 建，甄亞男

(哈爾濱熱電有限責任公司，哈爾濱 150046)

0 引 言

電力系統的電氣操作需要一定的操作程序，每一個操作步驟是設定而且不可跳躍的，因此為了防止運行人員、檢修人員和其他的人員因為操作不當而引起不必要的事故，提出了“五防”閉鎖的概念。

電力系統“五防”是指：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負荷移動斷路器手車；防止帶電合接地刀閘；防止帶接地線(刀閘)合閘；防止誤入帶電間隔。

“五防”閉鎖是防止運行人員的誤操作事故而采取的一種積極措施，防誤裝置的設計原則：凡有可能引起誤操作的高壓電氣設備，均應裝設防誤裝置和相應的防誤電氣閉鎖回路。

目前,電力系統6 kV高壓開關柜的“五防”系統中，防止帶接地刀閘合斷路器所采用的多為機械閉鎖，可靠性比較低。當機械閉鎖失靈并且接地刀閘在合閘位置時，斷路器也可能被推至工作位置，此時DCS畫面及開關柜上沒有任何報警提示，一但斷路器合閘必將造成嚴重后果。

因此，需要尋求一種方法，對6 kV高壓開關柜的“五防”系統進行改進。提出一種防止帶接地刀閘合斷路器的電氣閉鎖改進方案，即將高壓開關柜接地刀閘輔助開關常閉接點加入到斷路器工作位置合閘回路中，形成有效的電氣閉鎖，以此避免帶接地刀閘合開關惡性事故的發生。

1 6 kV開關“五防”現狀

目前,電力系統6 kV高壓開關柜的“五防”系統中，防止帶接地刀閘合斷路器所采用的多為機械閉鎖，如圖1所示,接地刀閘在合閘位置時斷路器是無法推至工作位置的，此種閉鎖方式沒有參與到電氣控制回路中。當機械閉鎖失靈,如圖2所示,機械閉鎖因操作不當變形或因操作人員疏忽失去閉鎖功能，接地刀閘在合閘位置時也可以將斷路器推至工作位置，此時DCS畫面及開關柜上沒有任何報警提示，一旦斷路器合閘必將造成三相短路的嚴重后果。

圖1 接地刀閘機械閉鎖裝置

電力系統中的6 kV高壓開關柜均存在帶接地刀閘合斷路器的潛在風險，一旦發生機械閉鎖失靈、“非正規操作”的情況，將造成帶接地刀閘合斷路器的惡性事故。由于發電企業6 kV廠用段是由高廠變或啟備變通過共箱母線供電，如果出現帶接地刀閘合斷路器操作，相當于變壓器低壓側出口三相短路，必將造成變壓器燒損(如圖3所示)、機組停運的嚴重后果。此安全隱患對電力系統安全生產造成嚴重威脅，應予以消除。

2 改進方案

將高壓開關柜接地刀閘輔助開關常閉接點加入到高壓開關工作位置合閘回路中，形成有效的電氣閉鎖。

目前高壓開關柜的接地刀閘輔助開關有1個常開接點和1個常閉接點。在不改變原設計其它功能的情況下，只需將高壓開關柜接地刀閘輔助開關的常閉接點引接至高壓開關工作位置合閘回路，即高壓開關柜接地刀閘只有在分閘位置時，輔助開關的常閉接點閉合，高壓開關工作位置合閘回路才能接通。發電企業6 kV高壓開關柜配置分為FC開關和斷路器兩種形式，其接線方式不同。FC開關控制回路如圖4所示，新增接地刀閘位置接點JD，此時發出合閘指令時，正電壓從101點通過DCS(1HA)、接地刀閘位置接點JD、工作位置輔助開關接點YW才能到達103點，開關在工作位置的合閘回路才能導通；如果接地刀閘閉合，此時接地刀閘位置接點JD斷開，控制回路不通，無法完成合閘。斷路器控制回路如圖5所示，新增接地刀閘位置接點JD,利用斷路器自帶合閘閉鎖回路，當斷路器位于工作位置時，正電壓從101點通過接地刀閘位置接點JD、S9、S3位置輔助開關節點，合閘閉鎖線圈Y1勵磁，帶動其輔助接點S2閉合，合閘線圈Y3回路從107點至102點導通，此時發出合閘指令時，正電壓從101點通過DCS(1HA)到達107點，使合閘線圈Y3勵磁動作，完成斷路器合閘。如果接地刀閘閉合，此時接地刀閘輔助開關接點JD斷開，合閘閉鎖回路不通，Y1失磁，S2斷開，合閘線圈Y3回路從107點至102點不通，無法完成合閘。通過此種方式改造后，即使在機械閉鎖失靈或由于操作者的疏忽而進行非正規操作的情況下，將高壓開關在接地刀閘合閘時推至工作位置時，由于此時合閘回路不通，也能有效地阻止帶接地刀閘合開關事故的發生，從而避免重大人身、設備事故的發生。

3 結 語

發電企業曾因機械閉鎖失靈、操作人疏忽造成帶接地刀閘合高壓開關的惡性事故，導致變壓器燒損，直接損失和間接損失很大，如變壓器返廠維修費用高，同時發生機組停運、停止供熱事故，造成嚴重的不良社會影響及經濟損失。

目前在電力系統中廣泛應用的高壓開關柜接地刀閘位置反饋均未參與到電氣控制回路，故不存在電氣閉鎖。電力系統廣泛應用的微機五防、程序鎖等措施，雖然也可防止事故發生，但其投資較高，且工作人員可以使用鑰匙解鎖，只要是人員操作就必然存在不可控因素。此改進方案提出，將高壓開關柜接地刀閘輔助開關的常閉接點串接入高壓斷路器工作位置合閘回路的方法，從根本上杜絕了人為因素的影響，彌補了原有設備的不足，可有效地防止帶接地刀閘合高壓開關事故的發生。哈熱公司8號機組6 kV廠用A、B段使用此改進方案兩年多以來，運行效果良好，未發生影響設備正常使用的問題。其高壓開關控制回路其它功能保持不變，改造方案可操作性強，具有較好的經濟性、實用性及可靠性。