摘要：老旧隔离开关（闸刀）在运行中会出现诸多问题，运行时间过长的闸刀应执行专项反措予以调换。本文分析了敞开式隔离开关（闸刀）专项大修、更换闸刀和闸刀机构箱的二次配合作业的过程和难点，以及验收中的注意事项，并结合现场实践经验，针对实际工作中遇到的问题进行探讨。
关键词：隔离开关；专项大修；二次配合；电气二次回路
Study of the Major Repair Work on Secondary Circuit of Disconnecting Switch and its Acceptance Work
Hua jiacheng，Ying zhenming，Jin xinyi
（Overhaul Company of State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company，No.600 Wuning Road，Shanghai，200063）
ABSTRACT：The old disconnecting switches have many problems in operation.The disconnecting switches with long running time should be replaced in major repair work.This paper analyzes the process and difficulty of special repair of open style disconnecting switches，replacement of disconnecting switches and the secondary circuit operation of isconnecting switch box，and discusses the problems encountered in actual work combined with practical experience.
KEY WORDS：Disconnecting Switch，Major Repair Work，Work on Secondary Circuit，Electrical Secondary Circuit
1.概述
随着变电站运行年限的增长，变电站设备日益老化，在运行中会出现一系列问题[1]。老站220kV机场站运行已有十余年，其220kV室内敞开式隔离开关（闸刀）出现操作卡涩、刀头老化、机构箱生锈、手写电缆白头褪色等缺陷。此外，在老的设计中存在开关与闸刀操作电源小开关共用、交直流电缆混用等不规范设计和问题，为设备与操作安全带来隐患，反措和大修迫在眉睫[2][3]。为此，2017年检修公司对机场站220kV的10余个间隔的闸刀进行专项大修，更换闸刀本体和闸刀机构箱。本文结合现场闸刀更换二次配合工作的经验，对闸刀专项大修二次配合作业进行研究。
2.闸刀控制原理图及二次回路
为了简化说明，这里以杨机2157正母闸刀为例介绍闸刀回路。其他间隔闸刀原理类似。杨机2157一次接线图如图1所示。
图1 杨机2157一次接线图
Fig.1 Main connection drawing of Line Yangji2157
图中，1G为正母闸刀，2G为付母闸刀，2GD为开关母线侧地刀，DL为开关，3GD1为开关线路侧地刀，3G为线路闸刀，3GD2为线路地刀，1GBJ为正母地刀，2GBJ为付母地刀。
检修作业时的一次运行状态为：正母I段母线检修，付母I段运行，正母地刀1GBJ合位，付母地刀2GBJ分位，杨机2157开关线路检修（1G、2G、3G、3GD1打开，2GD、3GD2闭合）。作业中付母闸刀2G严禁合闸。
2.1 闸刀电动机控制回路
闸刀的电动控制回路如图2所示。
图2 闸刀电动机控制回路图
Fig.2 Control circuit diagram of disconnecting switch motor
闸刀操作采用交流电动机。图中，SA为闸刀操作电源小开关，KM1、KM2为正反转互锁继电器的副接点，KT为热保护热偶，M为交流电动机。
2.2 闸刀操作回路及联闭锁回路图
闸刀操作回路及联闭锁回路如图3所示。
图3 闸刀操作回路及联闭锁回路图
Fig.3 Operation circuit and locking circuit diagram of disconnecting switch
图中，A881至A891是联闭锁回路的回路编号，用来连接开关和各闸刀的联闭锁用副接点。SA2为闸刀闭锁电源小开关，1YK是集控柜的近远控切换开关，2YK是闸刀机构箱的近远控切换开关，SB1、SB2、SB3是闸刀机构箱的合、分、停按钮，1SB4、1SB5是集控柜上的合、分按钮，SL1、SL2为行程分断接点，合、分闸到位后会自动断开，SL3手动/电动操作互闭锁接点，在手动操作闸刀时会断开闸刀电气控制回路。
3.闸刀专项大修二次配合工作内容
二次配合工作范围在闸刀机构箱和闸刀集控柜。作业流程如下：
1.施工前检查施工图纸，着重检查闸刀控制原理图和控制闭锁回路图。机场站图纸中闸刀回路走向关系如图4所示。
图4 闸刀回路走向关系
Fig.4 Circuit direction of disconnecting switch
2.对老闸刀机构箱拍照留下原始接线记录。
拆除闸刀机构箱所有外接线、集控柜内与闸刀机构箱的连接线。
3.按照图纸将开关和闸刀的操作电源用多个小开关加以区分，本作业中在集控柜内分别增加正母闸刀、付母闸刀、线路闸刀交流电源小开关，分别取自交流电源的A、B、C相，如图5所示。并按现场运维负责人的要求增加其他小开关（如单独的加热电源小开关等）。
图5 增加的正母闸刀、付母闸刀、线路闸刀电源小开关
Fig.5 Increased switches of disconnecting switch of BUS I、II and the line.
4.等一次检修班组更换好新的闸刀机构箱后，重新接入所有连接线。
3.1 旧闸刀拆除二次配合
旧闸刀拆除二次配合内容主要是按图纸拆除电缆。拆电缆的工作流程如下：
1.做好安全措施：集控柜正面除了正在作业的闸刀外，其他运行闸刀的按钮、近远控切换开关、电编码锁用绝缘胶条隔离，集控柜背面将运行的开关和闸刀的小开关用绝缘胶条隔离，所有交流电源、信号直流回路用绝缘胶条隔离。
2.在集控柜内找到相应电缆，测量电缆是否有电压防止误触电，依次拆除相应线路。
3.回到机构箱，测量所有外回路端子对地电压，应无电，拆除所有外回路接线端子。每串电缆分别抽一根备用芯作为确认电缆对应正确的方式。
4.分别确认每条电缆芯两侧对应正确，并做好记录方便原拆原接。
5.集控柜内裸露在外的金属线芯包好绝缘。
6.将闸刀机构箱内所有电缆抽出金属柜。
拆线所涉及回路有：交流电压回路ABCN相、信号回路、控制回路、母差屏镜像回路、其他回路。
3.2 新闸刀安装二次配合
新闸刀型号为CJ6A型，其外形如图6所示。
图6 CJ6A型闸刀
Fig.6 Disconnecting switch of type CJ6A
新闸刀安装二次配合流程如下：
1.对电缆。
2.为确认无误的电缆打印并更换新白头。
2.对于以前交流与直流线芯混接在一根电缆的线路，需设法将交直流线芯分开在不同电缆中，根据情况要放新电缆。
3.根据图纸将回路接入。但实际接线情况与图纸或有出入，本次施工中发现老图纸与新图纸原理图无差别，但老的实际接线将急停按钮接在了集控屏近远控切换按钮与电编码锁之间。更换闸刀后应该按照新图纸恢复其应有的接线方式，根据实际情况增加短接线同时将集控柜内相应端子在端子排上短接，机构柜内相应端子的电缆作为备用芯，避免出现寄生回路。
4.检查接线是否牢固，
5.测试机构箱内其他回路接线正确性。
6.母差镜像回路需最后接入，避免母差保护在闸刀测试中报闸刀位置错误。
3.3 二次回路测试
作业完成后，需进行测试以保证回路正确且无短路。测试流程如下：
1.测试绝缘正常，确保无直流接地。
2.测试闸刀电动正反转是否正常。
3.接入母差镜像回路，用搭脉冲的方法测试分合闸。
4.手动、就地、遥控试验分合闸。
4 闸刀验收
闸刀验收的基本要求为：电动机手动、电动运转正常，正反转旋转自如无异响，分合闸停位准确，联闭锁可靠。其中和二次相关的最重要部分为电动运转正常和联闭锁可靠。其中联闭锁的测试最为重要。
4.1 闸刀操作联闭锁验收
联闭锁测试目的是测试电气闭锁回路功能。运维人员操作开关、闸刀、地刀状态，测试联闭锁是否正确。需要注意的是变更线路间隔接地刀闸、接地线一次状态需向运维负责人，待其许可后才可进行。
需测试各个控制系统对闸刀的控制是否正常，包括机构箱手摇分合、机构箱电动控制、集控屏遥控、本站自动化后台遥控、中心站遥控。市调不遥控闸刀，着重测试闭锁元件工作是否正常。相关要求如表1所示。
还需要在集控柜上测试遥控就地/远方切换开关、电编码锁的闭锁功能。相关要求与正确的试验结果应如表2所示。实际测试时可用万用表搭取回路通断的方法测量机构箱闸刀位置副接点的导通与否是否正确。
表1 不同控制系统控制闸刀分合闭锁要求关系表
Tab.1 Lock requirements relationship of different control systems to control disconnecting switch
表2 集控柜电气联闭锁测试要求
Tab.2 Test requirements for interlocking of centralized control cabinet
4.2 其他回路接线正确性试验
4.2.1 照明回路
合上照明电源小开关，机构箱内的灯应该能亮。
4.2.2 加热回路
温度控制器切至“手动”状态，加热装置两端应有工频交流电压，工作指示灯亮。
5 遇到的问题及解决方法
5.1老电缆中同时有交直流线芯的处理方法
这种情况应该将电缆回路重新分配。根据反事故措施要求，一根电缆只允许存在交流或直流回路的一种[3]。交直流回路都是独立系统。直流回路时绝缘系统而交流回路是接地系统。若共用一条电缆，两者之间一旦发生短路会造成直流接地，同时影响交直流两个系统。同时也容易互相干扰，降低直流回路的绝缘电阻。因此，交直流回路不能共用一条电缆。必要时可新加一根电缆，并换电缆线芯白头。交换时应特别注意两端的对应。
5.2 闸刀电动遥控分合失败的可能原因分析
闸刀电动遥控分合失败可能有以下几种原因。1）手动电动闭锁开关蓝色旋钮SL3未拉到底并旋紧，如下图7所示；2）回路接错、漏接，端子虚接导致控制回路断开；3）闭锁电源或闸刀控制电源小开关未合上；4）近远控开关错置。
图7 手动闭锁旋钮SL3未到位导致电动遥控失败
Fig.7 Manual locking knob SL3 is not in place，resulting in electric remote control failure.
现场验收时，还发生过后台遥控1号主变正母闸刀时，模拟操作通过，但正母闸刀无动作的情况。现场检查发现1号主变集控柜内测量正母闸刀电气闭锁回路两端接点未导通，付母闸刀电气闭锁回路两端接点导通。进一步检查发现正母、负母闸刀电气闭锁回路在集控柜内互相接反。
现场还有一种情况是在闸刀机构箱与集控柜可分合刀闸，但后台遥控却失败。经过仔细检查发现集控柜内近远控切换开关上的接线有误，控制回路被强制接入了近控，远控被悬空未接入。现场工作时发现220kV线路有多个间隔存在这个问题。
由于本次二次配合作业是原拆原接，以上两种情况不大可能是本次施工引入的错误。极有可能是原本回路就存在这个问题，而运维人员操作闸刀时大多是到现场近控操作，从而没有发现远控无效这个问题，应该引起重视。把回路修改至与图纸相同可解决此问题。
5.3 闸刀电动遥控成功但机械分合失败的可能原因分析
机械分合失败首先考虑闸刀的刀头机械操作是否正常。若确认无机械问题，则应考虑操作前是否没有考虑闸刀的机械闭锁。新的闸刀机构一般自带有机械闭锁，当接地闸刀处于合闸位置时合闸母线闸刀，若用短接闭锁回路的方法使用电气闭锁通过，但机械闭锁会强制卡住闸刀，使闸刀无法走完全部分合闸行程。
现场发生过在闸刀机构箱处母线闸刀就地合闸时，电气回路闭锁已短接，但闸刀合到行程一半突然停止，马达带电但停止转动。且机械闭锁无法切断马达电源回路，如果这种情况持续时间过长马达会过热，热继电器会切断马达控制回路。因此该情况下应立即按下急停按钮。
就地合闸刀时必须先确定就地闸刀已分闸，否则马达空转，即便有机械闭锁也易损坏机构箱内的闸刀操作马达。
6.结束语
本文分析了隔离开关调换的二次部分的步骤和难点，以及验收中的注意事项，并结合现场实践经验，针对实际工作中遇到的问题和原因进行研究。隔离开关专项大修二次配合包含拆线对线接线、图纸核对、联闭锁调试等多个方面的难点，这些工作光看图纸是是远远不够的，还应与现场实际作业结合才能发现新问题，继保人员需要在现场工作中不断积累实践经验。
参考文献：
[1]超高压输变电操作技能培训教材 继电保护下册[M].上海超高压输变电公司．中国电力出版社，2007.
[2]电力系统继电保护实用技术问答（第二版）[M].国家电力调度中心.1999.
[3]国家电网公司十八项电网重大反事故措施[M].国家电网公司.2005.
作者简介：
华嘉成（1990），男，研究生，研究方向：电力系统继电保护；
应震明（1992），男，本科生，研究方向：电力系统工程。
金歆怡（1993），男，本科生，研究方向：电力系统自动化。
论文作者:华嘉成,应震明,金歆怡
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：闸刀论文; 回路论文; 电缆论文; 机构论文; 操作论文; 柜内论文; 接线论文; 《电力设备》2018年第33期论文;