变电站隔离开关电机电源远程控制设计

陈远达，余多，张树培，杨铭，陈立东，杨超超

(云南电网有限责任公司保山供电局，保山 678000)

0 前言

随着调控一体化运行模式的深入开展，供电单位开始研究变电站顺序控制，旨在实现断路器、隔离开关、地刀的远程控制。现有调控模式仅能实现断路器的远方控制，而隔离开关由于需要人员现场给电机电源、现场确认隔离开关状态[1]等原因，仍无法完全实现远程控制。其中，对于隔离开关电机电源的远程控制，有方案提出采用遥控继电器的方式，即：将遥控继电器接入电机电源回路中，通过遥控继电器来控制电机电源回路的通断。该方法要在回路中增加遥控继电器，需要对原电机电源回路进行变动；且要实现远程控制，必须保持电机电源回路中的空开处于闭合的状态，一旦空开因某种原因跳闸后，遥控继电器将无法控制电源回路的通断，导致远程遥控设备失败；同时，正常运行时空开保持闭合状态，回路中没有形成可视的断点，也不符合变电站现有运行规程，影响运行人员的判断。

本文提出在电机电源的空开上加装远程控制附件，通过远程控制附件实现空开的遥控分合，从而控制电机电源回路的通断。所提方法不需要对原电机电源回路进行变动，只需要在其空开上增加控制附件、辅助触点，也不影响运行人员的判断和操作习惯，更符合当前变电站遥控设备电机电源回路的远程控制要求。

1 设计思路

在设计隔离开关电机电源远程控制回路时，需要综合考虑现有测控装置配置、改造成本、施工安全性等因素。另外，中国南方电网公司《Q/CSG110023-2012. 南方电网公司变电站防止电气误操作闭锁装置技术规范》明确要求对电动机构的隔离开关、接地开关，在站控层操作时，应通过微机防误闭锁软件及测控装置闭锁来实现闭锁；在就地操作时，可在机构箱门上配置微机防误机械编码锁来实现闭锁[2]。隔离开关电机电源远程控制作为隔离开关远方操作的一部分，在设计时理应考虑五防管理的要求。

综上所述，要解决隔离开关电机电源远程控制及防误问题，须综合考虑以下几点：

1）隔离开关电机电源遥控投退

隔离开关电机电源远程投入、退出是实现调控一体化、隔离开关顺序控制的基础，可以使用带遥控功能的空气开关，并通过测控装置上的分合闸触点实现。

2）防误操作控制

隔离开关电机电源远程控制需考虑防误操作设计，可以通过在电机电源空开上增加辅助触点闭锁遥分、遥合信号，并加入防误操作体系实现。

3）空开位置监视

空开分、合闸位置可使用空开的辅助触点及测控装置上的遥信接点判断[3]。

4）五防闭锁功能

对于远方操作，可在后台定义时增加五防逻辑实现。对于就地操作，由于隔离开关机构箱本身装有五防锁，因此就地操作实则已将五防闭锁考虑在内[2]。

5）就地操作

考虑紧急情况如事故后恢复供电时要采取就地控制[4]，应选择能同时具备远方/就地功能的空气开关。

2 回路设计

2.1 设计原理图

综上考虑，本设计的原理图如图1 所示：

图1 隔离开关电机电源远程控制原理图

2.2 设计说明

1）远程控制单元由4 个电气元件构成，分别是1 个空气开关、1 个远程控制附件、2 个空开辅助触点，元件之间均有机械联动。

2）远程控制附件内自保持线圈P 端接至交流电源，N 端接地，使自保持线圈带电。控制回路公共端（01a）自交流电源取电后接至测控屏，经连接片后接入合闸触点（7-26）、分闸触点（7-28），再经过空开辅助触点闭锁后接入远程控制附件脉冲信号接点Y2。利用分、合闸触点可遥控远程控制附件分合，并带动电机电源空气开关。

3）使用空开辅助触点对遥控信号进行闭锁，可有效防止误操作。开关分闸时，辅助触点11-12触点闭合，11-14 触点断开，远程控制附件只收合闸指令；开关合闸时，辅助触点11-12 触点断开，11-14 触点闭合，远程控制附件只收分闸指令。

4）将空开辅助触点接入信号回路可实现电机电源空气开关的位置监视。开关合闸时，11-14 接点闭合发合闸信号；开关分闸时，辅助触点断开，合闸信号复归。

5）该回路的五防闭锁功能，需考虑远程控制、就地控制两种操作模式。对远程控制模式，需对合闸触点（7-26）、分闸触点（7-28）进行定义，并在后台操作员站中设置五防闭锁逻辑。对就地控制模式，需将远程控制单元装设在隔离开关机构箱中，利用机构箱五防编码锁实现五防闭锁。

6）为在紧急情况下能够就地操作，应选用兼具远方/就地功能的远程控制附件。

表1 电气元件的名称及用途

3 逻辑设计

变电站隔离开关电机电源远方操作逻辑如图2 所示。

通过上述逻辑，可以实现隔离开关电机电源的远方操作，不仅大大缩短了停送电时间，也降低了工作人员的劳动强度，保障了工作人员的安全。

图2 隔离开关电机电源远方操作逻辑

4 材料选择

隔离开关电机电源远程控制回路的可靠与否，直接关系到隔离开关能否正常动作[5]。考虑到110 kV、220 kV 隔离开关机构箱在开关厂中露天运行，箱内各电气元件的工作环境较为严苛，在选择施工材料时，可参考表2 所列技术参数。

表2 电气元件技术参数

上述电气元件技术参数适用于大多数正常气候条件下运行的变电站、发电厂，各单位也可按照自己的实际情况选择合适的元件。

图3 施工流程图

5 安装调试

在运行中的隔离开关二次侧工作，一旦发生人身触电、回路短路、误接线，很容易发生带负荷误分合隔离开关这样的恶性误操作，严重时会导致设备损坏、人身伤亡[6]。为了保证施工安全性，需要对施工流程进行规范，施工流程如图3 所示。

按照上述流程进行施工，可有效保护施工人员安全，防止带负荷误分合隔离开关，保证电机电源相序正确，有效规避施工风险。

6 结束语

目前，变电站隔离开关电机电源远程控制设计已经在220 kV 变电站投入运行，运行效果良好。本文所研究的回路设计简单明了、安全可靠，各元件采用模块化设计，有利于后期检修、维护。即使在一次设备带电的情况下亦可进行施工，有效避免因设计实施带来的设备停电。该回路在设计时还考虑了经济性，电缆敷设量较少，可有效控制改造成本。

变电站隔离开关电机电源远程控制设计优化了隔离开关的远方操作模式，实现了隔离开关真正意义上的远方操作，为调控一体化和变电站顺序控制提供了可能。同时，该设计还可用于地刀电机电源、断路器储能电机电源、控制电源，具有较好的应用前景。