刀闸五防闭锁节点接入位置可能造成的事故隐患分析和对策

李天祥，毛鹏飞，汤思颖

（国网湖北省超高压公司超能公司，湖北 武汉 430050）

0 引 言

变电站内的运维操作可以认为是对断路器、隔离刀闸、接地刀闸进行一系列具有先后顺序和逻辑条件的连续动作出口。一旦断路器、隔离刀闸、接地刀闸3者之间出现逻辑和次序的误操作或者误动作出口，就会引发较多的电网、设备故障甚至人身事故。因此，电力系统建立严格的5 防措施：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂（合）接地线（接地开关）；防止带接地线（接地开关）合断路器；防止误入带电间隔[1-2]。除“防止误分、合断路器”现阶段可采取提示性措施外，其余4 防功能必须采取强制性防止电气误操作措施[3]。

目前，采用的强制性防误闭锁主要有机械闭锁、电气连锁、微机五防闭锁3 种[4]。运维人员需要按照一定的规程进行操作，考虑变电站内一次设备倒闸操作时设备和人身安全，站内隔离刀闸和接地刀闸在遥控分合前必须经过测控装置内的微机五防闭锁逻辑判断，符合条件后方可执行分合操作[5]。文章主要讨论在以交流控制回路为核心的不同设计下，微机五防闭锁节点接入位置可能产生的事故隐患和对策分析。

1 刀闸分合闸功能实现原理简单阐述

某变电站内刀闸机构控制回路的典型设计如图1所示。

图1 变电站内刀闸机构控制回路典型设计

各元器件的功能介绍如下：KM1表示合闸接触器、KM2表示分闸接触器、SA 表示远方就地切换把手及对应接点、SB1表示机构箱内就地合闸按钮及对应接点、SB2表示机构箱内就地分闸按钮及对应接点、SB3表示机构箱内急停按钮及对应接点、SP1和SP2表示刀闸一次机械传动机构旋转时碰到的行程接点、QF1表示电机电源空气开关及对应接点、QF2表示控制电源空气开关及对应接点、GDH 表示电机保护器及对应接点。

各回路号功能介绍如下：回路号881（X）为分合远方控制回路共有的公共端，接入XT1:63；回路号883（X）为遥控合闸输出，接入XT1:62；回路号885（X）为遥控分闸输出，接入XT1:64；回路号884（X）和882（X）为测控装置提供的微机五防逻辑节点，满足逻辑条件时测控装置闭合该节点，设计常将此节点串联在零线中（图1 中分别接入XT1:48 和XT1:49）。XT1:45 和XT1:46 之间的五防锁为备用接入点，出厂默认为短接状态，正常运行状态下SP1、SP2、SP3、GDH、SB3等接点均处于闭合状态。不考虑这些接点的故障情况下，测控装置判断目前状态符合分闸五防闭锁逻辑条件时，884（X）和882（X）之间导通，同时下达分闸指令时，881（X）和885（X）之间导通，使KM2接触器励磁驱使电机运转，从而顺利驱动一次机械传动机构使刀闸完成分闸过程，合闸同理。图1 中的接触器处于无励磁状态，空气开关QF1、QF2处于分闸状态，辅助开关触点位置对应机构分闸位置。

2 典型设计可能造成的隐患分析

回路号881（X）和885（X）及对应接线位置XT1:48 和XT1:49 在零线上被短接，会失去五防闭锁功能。变电站内所有设备接地都会汇集至全站的接地网络，且绝大多数站内零线并未配置漏电保护器，因此当零线的闭锁接点两端任意位置发生接地，零线与地线相通，进而通过接地网络形成回路的短接，使闭锁接点失去作用，造成刀闸误动作安全隐患。

某变电站内接地铜排和零线铜排错误连接如图2所示，变电站交流电源屏内零排和接地铜排因为错误接线而混联，该站并未配备漏电保护装置，混联后接入站内整体的接地网络并不影响电源正常输出，此时火线与零线之间电压依旧是220 V。零线失去独立的电位后，在各处出现两点接地时既不会影响电源供电的功能也不会触发空开跳闸，因此零线出现故障后，无法被及时察觉。将五防闭锁接点安置在两点接地区段内，接点因短路而失去作用，引发刀闸跨五防误动作出口的安全隐患。

图2 某变电站内接地铜排和零线铜排错误连接

控制回路两点接地情况如图3 所示，在五防闭锁节点接入位置XT1：48 和XT1：49 两端分别有任意接地点时，控制回路通过虚线处的大地回路形成新的通路，从而使两处接地点之间的各闭锁节点失去功能。由于站内零线与地线混联造成零线电压为0 V，该刀闸即使不符合闭锁逻辑，依旧能正常分合刀闸，从而造成跨五防遥控动作出口操作事故。

图3 控制回路两点接地情况

3 对策措施

3.1 站内零排改造

全面排查站内所有零排接地或混联情况，将零排与接地铜排彻底分开（见图4），同时在交流电源开关处设置漏电保护装置监视零线。此时，若出现接地点会立即触发漏电保护跳闸，从而避免零线节点被短接导致误动作出口事故发生。优点是能一劳永逸地解决零线接地或短路造成的事故隐患，缺点是需要在老站内改造整个电源系统，技术难度高且改造难度大。

图4 接地铜排和零线铜排分隔的正确示例

3.2 刀闸二次控制回路改造

将五防闭锁节点转移至火线上串联，也就是由之前的“控零”改为“控火”，其中一种具体改造方法如图5 所示。

图5 闭锁节点改造后示意

将原有零线上闭锁节点的接入位置XT1:48 和XT1:49 短接，回路号884（X）和882（X）分别接入火线上如图5 所示位置；XT1:45 和XT:46 依旧保持默认短接状态不变；经过该方法回路改造后，微机五防闭锁节点串联于881（X）和操作公共端之前，因此能保证不论是远方遥控还是就地操作，只有同时满足五防闭锁逻辑节点闭合和分合闸命令节点闭合两个条件，才能实现分合闸操作动作出口。串联在火线上有效避免站里零线混联导致的五防闭锁节点被短接失效问题，一旦发生接地，就能够立即触发交流电源空开跳闸。

4 结 论

由于刀闸五防闭锁节点串联至零线可能导致五防闭锁失效，引起刀闸跨五防误动作出口。该隐患无外在故障现象，也不会引起电源开关跳闸，因此运行过程中难以察觉，需要在停电检修期间，逐一排查站内刀闸控制回路隐患。