110kVGW4-1262500型隔离开关二次回路的改进及电机电源配置与运维管理

110 kV GW4-1262500型隔离开关二次回路的改进及电机电源配置与运维管理

梁英杰

(广东电网有限责任公司江门供电局，广东 江门 529000)

摘要：GW4-1262500型隔离开关二次回路在调试和验收过程中，需将三相电机合上才能调试和检测辅助控制回路的功能，存在较大的调试作业风险。现尝试找出导致调试风险的根源，据此提出降低风险的有效措施，并就隔离开关电源的配置和运维管理提出要求，以期提高隔离开关的安全运行水平。

关键词：隔离开关；二次回路；电源管理

收稿日期:2015-05-20

作者简介：梁英杰(1983—)，男，广东人，电气工程师，从事继电保护、变电运行和电能计量工作。

0引言

在电力系统中，隔离开关是高压一次设备中使用最多的一种设备。其由于具有隔离电源、与断路器配合能够改变系统运行方式并可接通或断开小电流电路(如拉合正常运行的电压互感器和避雷器)的功能，在电力系统的安全运行中起着不可代替的作用。

220 kV台山站是江门电网的一个综合自动化变电站，其110 kV侧需技改安装的是由阿海珐(AREVA)公司生产的GW4-1262500型隔离开关及接地刀闸。工程人员发现该型隔离开关的二次回路在调试和验收过程中，需将三相电机合上才能调试和检测辅助控制回路的功能，存在较大的调试作业风险。本文尝试找出导致调试风险的根源所在，据此提出降低风险的有效措施，并就隔离开关电源的配置和运维管理提出要求，以期提高隔离开关的安全运行水平。

1GW4-1262500型隔离开关二次回路存在的问题

GW4-1262500型隔离开关采用380 V交流异步电机，通过交流辅助控制回路控制电机的正转和反转，实现隔离开关的合闸和分闸。对比和分析阿海珐厂家该型隔离开关新旧型号电机回路原理图(图1) 及二次辅助控制回路原理图(图2) 可知，相对旧型号，台山站要技改安装的新型号隔离开关电机回路增加了电机电源缺相保护继电器KA1、KA2和KA3及对应串接在刀闸电动辅助控制回路中的节点。电机电源缺相保护的作用在于：当电机三相交流电源断线缺相时，KA1、KA2和KA3任何一个继电器将因相电压值过低而返回，其常开节点立即断开，闭锁隔离开关的电动辅助控制回路，中止隔离开关的分闸和合闸。在日常运行过程中，为降低隔离开关误分或误合的风险，隔离开关的电机电源一般会被严格要求处于断开状态，需要对隔离开关进行操作时才合上。当对隔离开关进行检修调试或控制回路故障排查时，除外部闭锁回路外控制回路还被电机回路的缺相保护继电器节点闭锁，则控制回路的功能检修调试和故障排查工作就变得困难。此时若合上隔离开关的电机电源QM1，解锁被缺相保护节点闭锁的控制回路，若外部闭锁回路满足解锁条件且控制回路存在误碰的情况，隔离开关就可能被误分或误合。因此，本型号隔离开关需采取有效措施满足检修调试和排查故障的需要，同时满足自身安全运行的需要。

图1　新旧型号隔离开关电机回路原理图

图2　隔离开关二次控制回路原理图

2GW4-1262500型隔离开关二次回路的完善和实施

2.1GW4-1262500型隔离开关二次回路改进方案

针对110 kV GW4-1262500型隔离开关辅助控制回路存在的问题，本文从多个环节尝试对隔离开关的电机回路和控制回路进行改进，共有以下3种备选方案：

方案一：对隔离开关电机回路进行改进。将电机回路中的三相缺相继电器KA1、KA2及KA3移接到电机保护断路器QM1前的端子上。隔离开关控制回路进行检修调试或故障排查时，可以断开电机保护断路器QM1，使隔离开关电机不接入三相交流电源，控制回路不会被缺相继电器节点闭锁。如图3所示。

图3　方案一：隔离开关电机回路改进前后对照图

方案二：依然只对隔离开关电机回路进行改进。在电机回路中的三相缺相继电器KA1、KA2及KA3接入点至电机分合闸交流接触器接入点之间串接入一个三相交流空开QK1，隔离开关控制回路进行故障排查或检修调试时，合上电机保护断路器QM1、断开空开QK1即可，控制回路不会被缺相继电器节点闭锁，如图4所示。

图4　方案二：隔离开关电机回路改进前后对照图

方案三：只对隔离开关辅助控制回路进行改进。在隔离开关的控制回路中，用一单相交流空开QK及两软导线并接在三相缺相继电器KA1、KA2及KA3三副串接在一起的常开接点KA1、KA2及KA3的首端和末端。当隔离开关进行故障排查或检修调试时，可以合上单相交流开关QK，将三相缺相继电器KA1、KA2及KA3三副串接在一起的常开接点KA1、KA2及KA3短接，电机不接入三相交流电源，便可进行隔离开关控制回路的调试操作；当隔离开关正常运行时，断开交流开关QK，断开短接线，不对原隔离开关的控制回路产生任何影响。如图5所示。

图5　方案三：隔离开关辅助控制回路改进后示意图

2.2GW4-1262500型隔离开关二次回路改进方案的选择和实施

通过表1对各方案在对其他二次回路可靠性和性能的影响、对缺相保护保护范围的影响、实施经济成本和实施难度等4个方面的比较，可以得出方案三无疑是最佳选择。

表1　对策方案的选择

本文决定采用方案三对隔离开关的控制回路进行改良，如图6所示。

图6　隔离开关控制回路改良实施图

3电动隔离开关电机电源配置的完善和运维管理

在隔离开关的实际运行过程中，除了要确保其电机回路和辅助控制回路的功能完善外，隔离开关电机电源的配置是否完善、运维管理是否到位也是决定隔离开关能否安全运行的重要因素，必须加以重视。

3.1电动隔离开关电机电源配置的完善

电动操作机构敞开式隔离开关机构箱、端子箱内应配置独立的电机电源开关。对隔离开关电机电源无法独立退出或机构箱未设置电机电源的，应制定计划逐年技改，确保每组/相隔离开关在端子箱(汇控箱)和机构箱内均配置独立电源。

3.2电动隔离开关操作过程中电机电源管理要求

(1) 正常运行时，电动操作机构隔离开关的电机电源开关应在退出位置。倒闸操作时，在隔离开关操作前将电机电源开关投入，隔离开关操作完成后将电机电源开关退出。

(2) 隔离开关电机电源开关应在机构箱处投退。机构箱内无电机电源开关的，可在端子箱/汇控箱处投退。敞开式隔离开关机构箱处无独立电机电源开关，必须在端子箱/汇控箱处退出。退出时，应在机构箱处用万用表测量，确认电源已退出。

(3) 隔离开关电机电源开关在操作时应按顺序逐一投退，禁止在操作前将拟操作的隔离开关电机电源开关一次性投入。

(4) 监控人员远方操作隔离开关时，隔离开关电机电源也应在操作前投入、操作后退出。

(5) 出现以下情况之一，隔离开关电机电源可暂时不用退出：1) 电机电源与其他电源(不包括照明回路)共用同一空气开关或熔断器；2) 电机电源空气开关接点接入控制、信号或其他重要回路；3) 各级电力调度控制中心要求运行中长期投入主变中性点隔离开关电机电源。

3.3现场施工作业期间电动隔离开关电机电源管理要求

(1) 施工作业过程中需要电动操作已连接高压引线的隔离开关时，应由运行人员投退隔离开关电机电源，并在操作过程中安排专人监护。

(2) 对一侧带电且机构箱内未设独立电机电源的隔离开关，除在施工方案和工作票中明确在汇控箱或端子箱内退出隔离开关电机电源外，还应在施工方案和二次回路措施单中注明解开隔离开关机构箱内电机电源进线电缆芯的安全措施，由工作班组负责实施并做好绝缘隔离。

4结语

为降低110 kV GW4-1262500型隔离开关检修调试及故障排查的难度和风险，通过采取在隔离开关辅助控制回路中并接一控制空开的措施，防止因检修调试和故障排查需要合上电机电源时可能误分和误合隔离开关事故的发生。同时通过对隔离开关电源配置和运维管理提出细致严格的要求，并在日常生产中加以落实，从而确保了设备的安全运行。

[参考文献]

[1]张全元.变电运行现场技术问答[M].3版.北京：中国电力出版社，2013.

[2] 《二次回路识图及故障查找与处理》编写组.二次回路识图及故障查找与处理[M].北京：中国水利水电出版社，2011.