变电站220 kV组合电器隔离开关闭锁关系问题的研究

刘洋，马逊，王昭斐，赵勇，南洋

（国网北京市电力公司检修分公司，北京 丰台100071）

关键字：组合电器；隔离开关；闭锁关系

随着我国经济的不断发展，对电力需求不断增加，对供电的可靠性要求也在不断提高。为了适应经济设备的发展趋势，近几年，全国各地在不断地扩建、新建变电站，且大多采用组合电器设备（GIS）。

目前，国内外对组合电器带电异常检测的研究比较多，比如内部局部放电检测方法及定位研究、X光探伤检测等[1-8]，但对在验收过程中问题的研究相对较少，而验收作为送电的最后一道关卡，其重要程度可想而知。至今，在组合电器验收过程中，发现了不少问题，有的是共性问题，比如接地不满足要求、快速接地刀闸没有直接接地、断路器与电流互感器共仓室等；还有一些是个例问题，比如本文章中提到的组合电器母线-4隔离开关与-47隔离开关之间闭锁存在设备缺陷等。最终，通过发现、分析、解决问题的方式，不断推动我国电力设备向着高质量、高可靠性的方向发展。

1 设备缺陷信息

在对某220 kV变电站现场验收过程中发现：如图1所示，当电动操作对-4母线隔离开关合闸过程中，操作-47接地隔离开关时，-47接地隔离开关可以实现合闸。现场电气指示显示：-4母线隔离开关在合位状态（红色）；-47接地隔离开关在分闸状态（绿色），但-47接地隔离开关实际停止在半分半合状态，如图2所示。如果在此种状态下，运维人员未能注意到-47接地隔离开关实际机械状态，-47接地隔离开关电气绝缘距离不满足要求，送电过程中发生放电故障，造成带接地线送电，严重威胁着电网的安全稳定运行。

图1 组合电器-4母线隔离开关（合位）与-47接地隔离开关电气指示（分位）

图2 组合电器-47接地隔离开关机械指示位置（半分半合状态）

2 设备缺陷原因分析

初步判断刚开始阶段，-4母线隔离开关动作过程中未对-47接地隔离开关可靠闭锁。通过查阅二次图纸发现，-4隔离开关与-47之间存在联锁关系，并且联锁关系是通过机构辅助开关节点实现。

通过咨询生产厂家，该型号组合电器隔离开关机构在2019年进行过一次机械上的改进：对新式机构辅助开关连杆在机构输出轴位置增加了空行程。这段空行程导致-4母线隔离开关的辅助开关运动时间要滞后主刀闸拐臂，在-4母线隔离开关合闸动作初始阶段，机构辅助开关及拉杆未随主刀闸拐臂一起动作，此时，联锁关系没有起作用，导致-47接地隔离开关可以操作，改进前与改进后隔离开关对比图，如图3、图4所示。

图3 老式隔离开关机构（改进前）

图4 新式隔离开关机构（改进后）

同时，经现场初步测量，-4母线隔离开关合闸过程总时长大致在3 s左右；辅助开关在主刀闸大约开始动作1 s后，开始随主刀闸一起动作，也就是在这1 s左右的时间内，辅助开关未动作，在这段时间内-4隔离开关对-47接地隔离开关没有起到闭锁作用。最终导致-4母线隔离开关操作时，-47接地隔离开关也可以操作的问题。

3 设备缺陷解决方案

通过研究，可以采用在-47接地隔离开关联锁回路增加机械限位节点的方式，实现对隐患的消除。就是在-4母线隔离开关主刀闸拐臂分闸限位位置增加一个常开节点，串入-47接地隔离开关的联锁回路当中，当-4母线隔离开关在分位时，-47隔离开关才可以操作，当-4母线隔离开关在非分位时，-47隔离开关不可以操作，如图5所示。

图5 组合电器-4母线隔离开关与-47接地隔离开关闭锁关系的设计改进方案

4 结束语

变电站的电力设备验收，作为送电前对电力设备安装等质量把关的最后一道关卡，尤为重要。文章通过介绍在验收过程中发现的-4母线隔离开关与-47接地隔离开关之间的闭锁隐患问题，进行深入地研究分析，并提出相应的改进方案，为指导接下来的设备升级改进工作起到重要作用，推动电力设备不断向着高质量方向的发展。同时，希望设备厂家能够及时进行改进，解决设备隐患，提高设备可靠性，通过各方共同努力，最终达到提高电网供电可靠性的目的。