尼尔基发电厂厂用变高压侧隔离刀闸改造

周丽娜

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005）

尼尔基发电厂厂用变高压侧隔离刀闸改造

周丽娜

（嫩江尼尔基水利水电有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161005）

文中详细阐述尼尔基发电厂厂高变高压侧刀闸使用的情况、改造原因、隔离刀闸选型、主要结构及工作原理，并对电动操作机构技术进行了简述。经过改造后的电动隔离刀闸更合理、安全、简单，更加符合尼尔基发电厂设备运行的实际情况。

高变压；隔离刀闸；操作机构；改造；尼尔基发电厂

1 概况

尼尔基发电厂位于黑龙江齐齐哈尔市130 km的嫩江干流中段上,共安装4台单机容量62.5 MW的轴流转桨式水轮发电机组，总装机容量250 MW，多年平均发电量6.144亿kW·h。机组出口电压为13.8 kV，发电机与主变压器之间的接线采用2台发电机带一台主变的单元扩大性接线形式。220 kV开关站采用“二进一出”的单母线形式，开关站内有2台主变，1条220 kV母线，一回出线，经拉东变电所并入黑龙江西部电网，最终并入东北电网，并承担系统一定的调峰调频任务。

尼尔基发电厂13.8 kV电压等级下有2种户内隔离刀闸,型号为CN19—20和GN22。机组出口刀闸配备CJ型电动操作机构，厂用变高压侧隔离刀闸为纯手动操作机构。发电厂的电气一次设备中，只有厂用变高压侧13011刀闸为纯手动操作机构，自2006年机组投入发电以来,已使用7年，在运行操作中存在诸多问题。现地纯手动操作只有在刀闸检修或正常情况下使用，常规操作应远方操作，为防止操作过程时设备出现问题，对操作人员造成伤害，应该将纯手动操作改为CJ型电动操作机构。

改造原因：1）纯手动操作时存在发卡情况，延误停电时间，影响设备检修工作；2）倒闸操作过程中存在合闸不到位情况，容易造成刀闸虚接，烧坏触头；3）操作时连杆容易弯曲；4）纯手动机构与断路器无闭锁，容易走错间隔，造成误操作，危及人身和设备安全。以上操作中存在的问题，不利于电厂的安全稳定运行，操作时隐患时刻存在，给设备带来了不安全因素，供电的可靠性得不到保证，因此应将改造为CJ型电动闭锁操作机构。

2 隔离刀闸的选型及主要结构

根据尼尔基发电厂厂高变电压等级、额定电流、动热稳定短路电流、安装环境、操作方式等因素，选用GN22系列户内高压隔离开关代替变高压侧CN19—20手动隔离刀闸，供高压设备在有电压而无载负荷的情况下接通、切断和转换线路之用。符合GB1985—2004《交流高压隔离开关和接地开关》要求，见表1。

表1 规格及主要技术参数

该产品为三极闸刀式开关，每极主要由底架、绝缘子、接线端子、导电触头及传动机构组成。每极的导电元件由支柱绝缘子或套管绝缘子固定于底架上，触头结构设计便于母线的布置与连接。底架是由2根长槽钢和2根短槽钢焊接而成，结构牢固，且表面进行热镀锌处理；接线端子采用紫铜压铸成型，机械强度高；导电触头采用厚12 mm的整体镀银紫铜板。传动机构为一常规推动机构，其主轴转动约90°，触刀转动约65°。接触压力则由特殊设计的传力机构，通过有磁锁板组成的杠杆系统放大后产生，以提高机械-电器性能。开关接触可靠，具有一定自洁能力。

3 工作原理

该产品的操作机构为CJ2-XG电动机构/CSG手动机构通过传动杆、拐臂接头等和开关主轴相连，通过拐臂、相间套等与各独立的单极连接起来，实现三极同步动作。

一般的传统产品在分合闸过程中存在既要保持触刀接触力大、接触良好的要求，又要使机构分合闸操作灵活的矛盾。而该产品与传统结构产品相比，为了解决接触压力与操作力距之间的矛盾，采用了合闸—锁紧两步动作原理。以合闸过程为例：即主轴传动的前约80°角位移为合闸角，使传动触刀从开断极限位置运动到合闸极限位置，期间触刀与接线端子接触力较小，前80°合闸非常轻便；主轴传动的后10°角位移为接触角，通过紧缩机构的滑块带动连杆运动，从而使两侧顶杆推出，磁锁板起杠杆作用，将顶杆的推力放大约5.5倍后压紧在触刀上，形成接触压力。

为了防止开关在合闸前80°的过程中没有到达极限位置就开始进行紧缩运动，采用了摇杆—锁箱构成的定位机构来保证两步动作之间的转换。只有触刀处在合闸的极限到位以后（此时，微调节杆被挡块推动、迫使滑块机构的限位销直杆部分正好完全没入滑块中，将内部挡销顶至于空闲位置，此时滑块可以上下运动），再转入锁紧运动，使开关准确灵活地由第一步动作（合闸）转入第二步动作（形成接触压力），完成整个合闸操作。

分闸操作过程与上述合闸过程相反。

4 隔离刀闸电动操作机构

户内隔离刀闸电动操作，在电力系统已出现多年，也有专门的电动操作机构。尼尔基发电厂厂高变高压侧隔离刀闸为纯手动操作机构，在运行操作中出现诸多问题，应选用CJ型系列电动操动机构属户内产品，供操动高压隔离开关之用。可进行远程控制，也可现地用于电动操作及手动操作。手动与电动操作之间有闭锁装置，可以实现手动操作与电动操作之间及手动与隔离开关之间的电器联锁。该电动操作箱安装在厂高变控制柜旁，机构由直流单相串激电动机驱动，通过减变速装置传动来操作隔离开关；装置可使刀闸现地操作和远方中控室操作，还可以在没有电的情况下手动操作。电动操作机构技术参数见表2。

表2 电动操作机构技术参数表

电动操作电源为直流220 V，分合闸角为户内60°，分合闸到位后自动断电，并设有闭锁装置，可防止误操作，其接线原理见图1。图中SBT2为隔离开关的转换开关，SB1为分隔离开关按钮，SB2为和隔离开关按钮，SB3为停止按钮，HC为合闸接触器，FC为分闸接触器，HXK和FXK为合分行程开关，D为单相串激电机，ZZK为直流总电源开关，HL为刀闸分合位置绿、红指示灯。SBT1与HL安装在模拟屏上，SB1，SB2，SB3，HL，HC，FC，HXK和FXK都安装在控制屏上。

CJ型隔离开关电动机操动机构，由电动机、机械减变器传动系统、电气控制系统组成，均安装在电动操作机构箱内，整个机构长、宽、高为460，370，460 MM，可安装在基架上。

5 结语

图1 接线原理示意图

尼尔基发电厂厂用变高压侧13011隔离刀闸改造为电动操作后，在设备倒闸时操作简单方便，不容易发生误操作，大大提高了操作人员在倒闸操作过程中的安全性和避免了事故隐患的存在。因此，电厂对13.8kV厂用变隔离刀闸的改造是非常必要的，是不容忽视的，经过改造后的电动隔离刀闸将会更合理、安全、简单，更加符合尼尔基发电厂设备运行的实际情况。

［1］倪元平.浅析隔离刀闸的故障处理［J］.科技与企业，2011，11.

［2］尼尔基发电厂隔离开关相关资料［R］.

［3］季一峰.水电站电气部分［M］.北京：水利电力出版社，1985.

［4］陈秋纯.隔离刀闸的改造［J］.中国新技术新产品，2015（05）.

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