摘要：本文就220 kV某变电站在调试过程中发现在隔离开关控制回路原无故障的情况下，反复出现分/合闸不正常的故障现象，找出故障原因并提出了电气控制回路的改进方案。
关键词：220kV变电站；隔离开关；控制闭锁回路；改进
前言：
220kV线路是地方电网的主要输电线路，线路的重要性及较高的电压等级，无论从电网安全、操作人员人身安全还是设备安全等方面均对线路倒闸操作防误闭锁提出了更高的要求。此外，电气闭锁是防误操作最基本的形式，闭锁可靠，各间隔隔离开关必须设计并安装完善的电气闭锁回路，以提高防误操作的可靠性。
1 220 kV某变电站隔离开关控制原理
220 kV及以上电压等级的变电站，隔离开关全部要求具有就地手动、就地电动和远方遥控（接地开关不允许遥控）分合闸操作功能。如图1所示为220 kV某变电站所使用型号为GW16A－126~252型隔离开关电动操作机构电气原理图，图中SBT2为就地/远方切换开关，SB1、SB2、SB3分别为就地控制分、合闸按钮和急停按钮，SP1、SP2分别为分、合位限位微动开关，SP3为手动操作闭锁电动操作的微动开关，KM1、KM2分别为分/合闸控制接触器，KT为隔离开关电动机综合保护器辅助触点，后台监控机可通过线路测控装置经压板控制遥控分闸TJ、遥控合闸HJ接通来实现对隔离开关的遥控分、合闸操作。
2隔离开关的故障现象
在现场调试过程中发现，原来可以正常进行远控/就地分、合闸操作的隔离开关突然出现无法分/合闸，或者是在隔离开关的电动操作机构长时间接通电源后，出现隔离开关无法操作的现象，而且是反复出现。这一故障的出现严重影响到调试工作的顺利进行，也给变电站的投入运行带来安全隐患，所以必须处理并找到发生故障的根本原因。
图1隔离开关电动操作机构电气原理图
3故障的处理与原因分析
针对上述存在的故障现象，现场调试人员进行了跟踪处理。因为变电站还处在新建调试阶段，以隔离开关还没有接入“微机防误”闭锁，即图1中12－13是直通的，因而调试人员首先想到是“电气闭锁”，但经检查发现电气闭锁回路是满足操作条件的，即11－12是通路状态，用万用表检测确实是接通，说明“电气闭锁”环节没有问题；接下打开隔离开关电动操作机构的封闭门对接触器KM1、KM2进行了检测，发现接触器KM1和KM2的线圈、触点都完好；此时调试人员初步判断故障出在联锁控制及故障保护回路上，即SP1-SP3、KT和ZJ1－ZJ2所在的位置出现了断路故障。
经进一步逐一排查，发现故障产生的源头在微动开关SP1、SP2和电机电源缺相保护ZJ1－ZJ2，现分析如下：
（1）分闸后合不了闸的故障。当隔离开关合闸到位后由合闸辅助压板压下微动开关SP2，断开9－10，停止合闸，为分闸做好准备；合闸后进行分闸操作，分闸到位后合闸辅助压板离开微动开关SP2，SP2的触头应该反弹（即9－10接通），为合闸做好准备，但分闸后发现SP2的触头并未随着合闸辅助压板的离开而反弹，导致分闸回路断路。
（2）合闸后分不了闸的故障。当隔离开关分闸到位后由分闸辅助压板压下微动开关SP1，断开7－8，停止分闸，为合闸做好准备；分闸后进行合闸操作，合闸到位后由分闸辅助压板离开微动开关SP1，SP1的触头应该反弹（即7－8接通），为分闸做好准备，但合闸后发现SP1的触头并未随着分闸辅助压板的离开而反弹，导致分闸回路断路。
（3）在电动操作机构长时间通电后隔离开关无法再操作的故障。在隔离开关的电动机构长时间通电后隔离开关无法操作，经现场检查发现图2中所示的电机电源缺相保护继电器ZJ1或ZJ2继电器已损坏，导致图1中的2－3或3－4断开，使电机控制回路断开，而无法进行分/合闸操作。
图2隔离开关电动驱动回路原理图
4隔离开关电动操作机构控制回路改进方案
在变电站正式投运后，如果隔离开关在操作过程中出现不能正常操作的故障，势必会影响变电站的正常运行或检修，因而原来选用型号为LBLXW－6/11BZ的微动开关的设计不妥，存在不能正常分/合闸操作或带手动摇把运行的安全隐患，必须改进。从上面的故障分析（1）、（2）可知，故障产生的原因是微动开关的受压触头不能反弹，这是由这种微动开关的结构决定的，如图3所示。图3（a）为原设计所选用的微动开关，触头的伸缩在其导套内进行，如果施加在触头的压力是垂直触头顶端面（如图3（a）中的F’），触头能在导套内伸缩自如，被卡的概率很小；而在本站隔离开关设计中各微动开关的受力都不是垂直于触头顶端面，而是存在一定的角度（如图3（a）中的F），使得触头是斜着被压进导套内的，反复出现触头被卡死在导套内的情况。针对这一情况，有两种改进方案：第一种方案是图1中SP1－SP3改用型号为LBLXW－6/11CL或者是LBLXW－6/11DL的微动开关，其结构如图3（b）所示；第二种方案是图1中SP3改用型号为LBLXW－6/11CL或者是LBLXW－6/11DL的微动开关，而SP1－SP2用隔离开关电动机构的真空辅助开关SBT1的常闭触头取代。
图3微动开关的结构示意图
而对于故障（3）的产生原因在于图2中的电机电源缺相保护继电器ZJ1和ZJ2，因为长时间的通电使得ZJ1或ZJ2的线圈损坏，导致图1中的2－3或3－4中出现断路ZJ1或ZJ2的，从而引起隔离开关电动操作机构控制回路断路，引起隔离开关无法操作的故障。改进的方案是避免ZJ1和ZJ2长时间通电，让其在电机需要保护的时候再发挥保护作用，具体实施的方法分别如图1和图2所示。在图1中分别在15和16接点处接入中间继器（交流220V）KA1和KA2，在图2中分别在ZJ1和ZJ2的电路中都串入中间继器KA1和KA2的常开触点KA1和KA2。改进后电机电源缺相保护的原理为：分闸操作时，图1中的继电器KA1线圈得电，其常开触点闭合导通使缺相保护继电器ZJ1和ZJ2接入电源，如果电源没有缺相，则ZJ1和ZJ2都正常工作，图1中的ZJ1和ZJ2触点闭合导通；如果电源有缺相，则ZJ1和ZJ2至少有一个不能正常工作，图1中的ZJ1和ZJ2触点也至少有一个会断开，使隔离开关电动机构控制回路断路，实现缺相保护。合闸操作时，图1中的继电器KA2线圈得电，其常开触点闭合导通使缺相保护继电器ZJ1和ZJ2接入电源，实现同合闸操作时相同的缺相保护功能。
5结语
隔离开关闭锁回路是防误操作最基本的形式，长期以来在供电企业得到高度重视。从本变电站调试过程发现的线路断路器在合位状态下却不能闭锁两侧隔离开关误操作的特殊情况，虽然此类情况在实际运行中出现频率不高，但确实是存在的一个安全隐患，应引起有关人员的注意，并采取必要的应对措施，避免这类问题的出现。
参考文献
[1]夏辉军，代晖，刘明福.220kV隔离开关电气闭锁回路的分析[J].四川电力技术，2008（01）.
[2]陈炳森,龙艳红,赵新业.220kV线路隔离开关电气闭锁回路设计及调试方法[J].红水河,2012（03）.
论文作者:郑循
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
标签：操作论文; 回路论文; 故障论文; 变电站论文; 压板论文; 触头论文; 触点论文; 《电力设备》2019年第8期论文;