摘要：文章通过220 kV变电站35 kVⅡ母分段柜300开关手车、进线柜302开关手车电气闭锁回路的设计缺陷进行分析，并提出了改进方案，提高整个变电系统的运行效率和安全性。
关键词：35 kV；开关柜；电气闭锁；设计缺陷；改进方案
引言
电力在人们的生活中是非常重要的，如果没有电力的安全性没有得到保证，那么电力系统的作用就无法发挥，在使用的过程中就会出现问题，尤其是在安全性上需要得到我们的重视。要想保证电力系统的安全性，就要在变电运行中使用防误闭封锁装置，这样就可以保证整个系统在安全的环境下运行。下文针对某220 kV变电站35 kVⅡ母分段柜300开关手车、进线柜302开关手车电气闭锁回路的设计缺陷进行分析，并提出了2种改进方案。经分析比较，采用了无需改动图纸和五防逻辑的方案2对300、302开关手车电气闭锁回路进行了改动，大大降低电气误操作的风险，确保了设备安全稳定运行。
1 电气闭锁回路设计缺陷概述
继电保护工作人员在220 kV某变电站2号主变扩建工程验收过程中发现：在其他电气闭锁条件满足解锁的情况下，35 kVⅡ母TV柜0352隔离手车无论在工作位置还是试验位置均无法操作2号主变35 kV侧302开关手车和分段柜300开关手车的推入和拉出，只有35 kVⅡ母TV柜0352接地小车在试验位置时才能操作上述手车。而Q/CSG 125008—2016《南方电网电气操作导则》要求：设备在实际的检修过程中无论TV柜隔离手车处于何种位置都应
该能够操作302开关手车和300开关手车的推入和拉出，否则无法将检修开关拉至试验或者检修位置。显然，该变电站TV柜与分段柜、进线柜开关手车的电气闭锁回路设计不符合实际要求，防误操作功能不完善。
2 原因分析
2.1 变电站一次接线
图1为该变电站35 kVⅡ母一次接线示意图。35 kVⅡ母、300开关、0352 TV、302进线及2号主变为本期新上间隔，35 kVⅠ母及3001分段隔离柜为往期工程。2号主变通过300开关、3024隔离开关与 35 kVⅡ母连接；35 kVⅡ母通过 300 断路器和3001隔离开关与35 kVⅠ母连接；35 kVⅡ母TV通过0352隔离开关与35 kVⅡ母连接。
图1 35 kVⅡ母一次接线示意图
2.2 各开关柜间的闭锁关系
图2~图5分别为35 kVⅡ母TV柜0352接地小车、300开关手车、302开关手车、3001分段隔离手车的电气闭锁回路图，图中S8为试验位置，S9为工作位置，Y0为闭锁手车进出操作的继电器。当闭锁回路接通时，Y0继电器得电，吸引手车上的衔铁片下移，使手车的进出通路打开；当闭锁回路断开时，衔铁卡住手车不能推入拉出，从而实现电气闭锁，防止误操作。
图3 300开关手车电气闭锁回路图
如图3所示，操作300开关手车需要0352接地小车在试验位置、3001分段隔离手车在工作位置。若0352接地小车在工作位置，操作300开关手车则有可能造成“带接地线送电”的误操作；若3001分段隔离开关在试验位置，300 开关在合位时再操作3001分段隔离开关可能造成“带负荷分、合隔离开关”的误操作。
图5 3001分段隔离手车电气闭锁回路图
如图 5 所示，操作 3001 分段隔离手车必须在300断路器分位时进行，否则有可能造成“带负荷分、合隔离开关”的误操作。
2.3 设计缺陷分析
35 kVⅡ母TV柜0352接地手车与300开关手车、302开关手车以及3001分段隔离手车之间的电气闭锁关系符合电力系统五防操作原理，能有效避免带电挂（合）接地线（接地开关）、带负荷分、合隔离开关、带接地线送电等误操作。从图3和图4可看到，操作302开关手车或者300开关手车时，0352接地小车必须在试验位置。但是在实际运行中，只有停母线操作时0352接地小车才会推入35 kVⅡ母TV柜中，此时接地小车由试验位置摇至工作位置，其他时候接地小车处于备用状态，正常的运行状态是0352隔离手车在工作或者试验位置。
2.3.1 300开关手车闭锁缺陷
按照图3的逻辑，3001分段隔离手车在工作位置，欲操作300开关手车，则0352接地小车需在试验位置，此时接地小车航空插拔的21、22插孔接通，Y0继电器得电，吸引手车上的衔铁片下移，从而使手车的进出通路打开；若0352接地小车在工作位置，试验位置接点断开，闭锁回路不通，不能操作300开关手车。此设计确实避免了0352接地小车在工作位置时“带接地线送电”的误操作。但如前所述，正常的运行状态是0352隔离手车在工作或者试验位置，而不是0352接地小车。这样就存在两个问题：
（1）当35 kVⅡ母TV柜推入的是0352隔离手车时，该隔离手车航空插拔的21、22插孔是否对应该手车的试验位置。现场测试发现，隔离手车航空插拔的21、22插孔确实不对应自己的试验位置。因此0352隔离手车在试验位置时无法操作300开关手车。
（2）当0352隔离手车在工作位置时不应该影响300开关手车的操作，但由图3看，闭锁回路并没有提供0352隔离手车的工作位置相应接点供300开关手车闭锁回路使用。因此0352隔离手车在工作位置时亦不能操作300开关手车。
2.3.2 302开关手车闭锁缺陷
302开关与300开关一样可作为35 kVⅡ母的电源开关，因此302开关手车闭锁回路（图4）与300开关手车闭锁回路（图3）存在相同的缺陷。不同的是，302开关手车采用的是0352接地小车航空插拔的23、24插孔接通试验位置。同时因302开关不与3001隔离手车相关联，故不受其闭锁，而由30247接地刀闸闭锁防止带接地刀闸送电的误操作。
综上分析可知，300、302开关手车都受0352接地小车试验位置的闭锁，造成了正常运行时推入的隔离手车无论在何种状态都不能为两组开关手车提供联通接点，因此不能对300、302开关手车进行推入和拉出操作，300、302开关无法由运行转检修状态或者由检修转运行状态。可见，300、302开关手车电气闭锁回路存在设计缺陷，需要进行改进。
3 改进方案研究
针对上述设计缺陷，对图3和图4的闭锁回路进行了改进，方案如下：
（1）取消35 kVⅡ母TV柜0352接地小车所有状态对300、302开关手车的电气闭锁。母线TV柜接地小车闭锁进线柜和分段柜开关手车为来电侧，有可能引起“带接地线送电”的误操作。考虑到实际一次系统中，不仅分段柜、进线柜为可能来电侧，各出线也有可能因为接入了小电源或者环网供电而成为来电侧，因此母线TV柜接地小车必须闭锁所有和母线相联的开关手车才能完全避免这种误操作。如此将会大大增加整个闭锁回路的复杂程度，使闭锁回路的可靠性降低。而实际运行中母线全停检修很少，TV柜接地小车很少在工作位置，因此可以取消TV柜0352接地小车对300、302开关手车的闭锁，靠正确的操作票和微机五防来保障不发生“带接地线送电”的误操作。
（2）考虑到TV柜隔离手车无论在试验位置还是工作位置都不应该去闭锁300、302开关手车的操作，从改动最少又不破坏电气闭锁原理的角度考虑，在使用隔离手车时可以使闭锁回路上该处接点成为死连接，不起到闭锁的作用。因此，短接0352隔离手车航空插拔的21、22插孔，使21、22成为一组死连接（代替图3的0352接地小车试验位置）供300开关手车闭锁用；短接0352隔离手车航空插拔的23、24插孔，使23、24成为一组死连接（代替图4的 0352 接地小车试验位置）供 302 开关手车闭锁用。而使用接地小车时，其航空插拔的21、22和23、24插孔依然是工作位置不通、试验位置才接通，从而起到了闭锁相应开关手车的目的。改进后的闭锁回路分别如图6、图7所示。
图7 改进后的302开关手车电气闭锁回路图
4 结束语
方案2无需改动图纸，也无需改动五防机的五防逻辑，既实现了闭锁逻辑，又方便操作。因此，本文采用了方案2的处理方法，即短接0352隔离手车航空插拔的21、22插孔和23、24插孔。试验证明：当采用0352接地小车时，只有接地小车在试验位置才能操作300和302开关手车，工作位置无法操作；而采用0352隔离手车时，无论在试验位置还是工作位置都可以操作300和302开关手车。可见，300、302开关手车电气闭锁回路经过改进后，大大降低电气误操作的风险，确保了设备安全稳定运行。
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论文作者:刘晓敏
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/22
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