220kV户外GIS设备倒母操作控制回路的改进

张岩 杨云海 续所良 张建伟 王旭 吴海 李春元 许海涛

【摘  要】由于GIS设备占地面积小、运行稳定的特点，电网中越来越倾向于使用GIS设备。现今GIS设备大规模投入使用，但由于其二次回路十分复杂、继电器繁多，在高温、高湿地区运行的不稳定问题也越来突出。在220kVXX变电站，运行人员在倒母操作过程中，发现了一起线路倒母操作时，母线侧隔离开关不能合闸的问题。其原因在于母联断路器位置重动继电器电源串接在母联隔离开关控制电源下。在母联断路器隔离开关控制电源断开的情况下，即使合上相应线路间隔母线侧隔离开关控制电源及操作电源也无法进行倒母操作。正常运行状态下，隔离开关操作电源处于断开状态，不熟悉现场二次回路的运行人员很容易忽视此回路，导致在倒母过程中隔离开关不能正常操作。过于复杂的倒母联锁回路给倒闸操作带来不利影响，本文旨在分析并改造此回路以保障倒闸操作的流畅性。

【关键词】GIS;倒母;控制回路

一、220kVGIS设备隔离开关控制回路原理

在二次图纸中，母线侧2431、2432隔离开关辅助接点对应原理图中的R892、R893;线路侧2436隔离开关辅助接点对应原理图中的R891;24317、24360接地开关辅助接点对应原理图中的R89E21、R89E22;线路间隔243断路器三相辅助接点原理图中的R52（A）、R52（B）、R52（C）;母联212断路器辅助接点对应原理图中的B52（A）、B52（B）、B52（C）。母联212断路器2121、2122隔离开关辅助接点对应原理图中的B891、B892。

（一）隔离开关控制回路

隔离开关控制原理：

要操作隔离开关最终目的就是使89CT或者89TX线圈带电。分合闸线圈带电后使电机正转或反转从而达到分合隔离开关的目的。

以合上2431隔离开关为例：

（1）按下CS3合闸按钮，P1电源接通（按下接通，松手断开）;

（2）89CX线圈带电，常开89CX节点闭合，回路自保持，P3电源接通;

（3）通过母线侧另一把隔离开关的位置来判断倒闸操作还是倒母操作，倒母操作接通连锁回路，倒闸操作不经连锁回路，满足条件回路接通;

（4）隔离开关合闸到位，隔离开关辅助接点断开，回路断开，合闸操作结束。

（二）隔离开关联锁回路

隔离开关联锁回路原理：

在分合隔离开关时，回路中还应加入联锁回路以判断操作是否符合操作规程，以防止带负荷分隔离开关及倒母时是否符合倒母规范等。此处研究倒母操作时联锁回路与隔离开关回路的关系。隔离开关操作必须满足相应的条件，以合上2431隔离开关为例进行说明;

倒母操作条件：母联断路器212在合闸位置，2432隔离开关在合闸位置，接地开关24317、24360在分闸位置。

（1）隔离开关2432在合闸位置，R893常开节点闭合。

（2）母联断路器辅助接点重动继电器BTX1闭合。

（3）接地开关24317、24360在分闸位置对应常闭节点R89E21、R89E22闭合。

（4）满足倒母操作条件，回路接通，可以合上2431隔离开关。

倒闸操作条件：243断路器在分闸位置，2432隔离开关在分闸位置，接地开关24317、24360在分闸位置。243断路器三相均在分闸位置，对应常闭节点R52（A）、R52（B）、R52（C）闭合。

（1）2432隔离开关在分闸位置，常闭节点R893闭合。

（2）接地开关24317、24360在分闸位置对应常闭节点R89E21、R89E22闭合。

（3）满足倒闸操作条件，回路接通，可以合上2431隔离开关

（三）线路间隔联锁

正常的线路倒闸操作中，2431、2432隔離开关的分合闸操作不经过母联断路器（BTX1）的电气回路闭锁。而倒母操作中2431、2432号隔离开关的分合必须经过母联断路器辅助触点重动继电器（BTX1）的电气连锁回路判断。母联断路器辅助接点BTX1是判断倒母操作的关键接点。线圈BTX1带电，常开节点BTX1才能闭合，使隔离开关控制回路接通，隔离开关才能正常分合。

BTX1线圈带电的条件：母联212断路器在合闸位置，母联两侧隔离开关2122、2121在合上位置，且P3电源点接通。此时，母联212断路器三相辅助接点B52（A）、B52（B）、B52（C）和2121、2122隔离开关辅助接点B891、B892常开节点闭合，BTX1线圈带电。

（四）电源系统

电源系统图中，在P3电源点前有一个空气开关MCB3，隔离开关控制回路及联锁回路电源也取自P3电源点。可见空气开关MCB3是母联两侧隔离开关控制电源及母联重动继电器BTX1的电源开关。

二、存在的问题

（一）问题一

不合上MCB3空气开关无法倒母。当进行倒母操作时，在符合倒母操作条件下，合上2431隔离开关控制电源空气开关及操作电源后应该就能操作合上2431号隔离开关。由于BTX1电源取自P3点，且在P3点前加入了MCB3空气开关，当MCB3空气开关处于断开状态时，BTX1无法带电。就造成了在正常倒母操作时合上2431隔离开关控制电源后，隔离开关控制回路永远无法接通的情况。必须合上MCB3空气开关，再合上1号隔离开关控制电源及操作电源才能进行倒母操作。

（二）问题二

正常运行时，所有隔离开关控制电源应处于断开位置。经现场检查MCB3空气开关为母联隔离开关控制电源空气开关，按照现场规程，此空气开关在操作完之后需断开。当断开MCB3空气开关后将造成MCB3后的所有回路均无法接通。

（三）问题三

正常运行状态下，母联断路器辅助接点的重动继电器不应断电。在正常操作结束后应该断开相关的隔离开关操作电源和控制电源。而BTX1继电器是判断两组母线并列、分列运行的关键节点，不应失电。

（四）问题四

由于MCB3空气开关装设于母联断路器GIS控制柜上，不方便操作。同时在倒母操作票中并不存在MCB3空气开关的描述，容易造成操作人员的遗漏，在合上1号隔离开关操作电源及控制电源后仍然无法合上1号隔离开关，以至于错误认为存在缺陷。

（五）问题五

在图4中可以看出，其他线路间隔的BTX也串在P3电源下，也就是说所有倒母操作均需要合上MCB3空气开关，这样是极其不合理的。若该回路P3点后有一根电缆烧毁，将导致后面的线路间隔都不能进行倒母操作。

三、改进措施

重新敷设单独电缆作为BTX的电源，将母联断路器控制电源与联锁回路电源分开，并在其上加装相应的空气开关，并保持空气开关在合上位置;当单独进行母联断路器操作后，母联断路器隔离开关控制电源断开不影响母联断路器及母联隔离开关位置判别，即不影响其它间隔设备的倒母线操作。

（作者单位：红河供电局）