6 kV高压开关柜“五防”系统改进方案

褚延广，曹 建，甄亚男

(哈尔滨热电有限责任公司，哈尔滨 150046)

0 引 言

电力系统的电气操作需要一定的操作程序，每一个操作步骤是设定而且不可跳跃的，因此为了防止运行人员、检修人员和其他的人员因为操作不当而引起不必要的事故，提出了“五防”闭锁的概念。

电力系统“五防”是指：防止误分、误合断路器；防止带负荷移动断路器手车；防止带电合接地刀闸；防止带接地线(刀闸)合闸；防止误入带电间隔。

“五防”闭锁是防止运行人员的误操作事故而采取的一种积极措施，防误装置的设计原则：凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。

目前,电力系统6 kV高压开关柜的“五防”系统中，防止带接地刀闸合断路器所采用的多为机械闭锁，可靠性比较低。当机械闭锁失灵并且接地刀闸在合闸位置时，断路器也可能被推至工作位置，此时DCS画面及开关柜上没有任何报警提示，一但断路器合闸必将造成严重后果。

因此，需要寻求一种方法，对6 kV高压开关柜的“五防”系统进行改进。提出一种防止带接地刀闸合断路器的电气闭锁改进方案，即将高压开关柜接地刀闸辅助开关常闭接点加入到断路器工作位置合闸回路中，形成有效的电气闭锁，以此避免带接地刀闸合开关恶性事故的发生。

1 6 kV开关“五防”现状

目前,电力系统6 kV高压开关柜的“五防”系统中，防止带接地刀闸合断路器所采用的多为机械闭锁，如图1所示,接地刀闸在合闸位置时断路器是无法推至工作位置的，此种闭锁方式没有参与到电气控制回路中。当机械闭锁失灵,如图2所示,机械闭锁因操作不当变形或因操作人员疏忽失去闭锁功能，接地刀闸在合闸位置时也可以将断路器推至工作位置，此时DCS画面及开关柜上没有任何报警提示，一旦断路器合闸必将造成三相短路的严重后果。

图1 接地刀闸机械闭锁装置

电力系统中的6 kV高压开关柜均存在带接地刀闸合断路器的潜在风险，一旦发生机械闭锁失灵、“非正规操作”的情况，将造成带接地刀闸合断路器的恶性事故。由于发电企业6 kV厂用段是由高厂变或启备变通过共箱母线供电，如果出现带接地刀闸合断路器操作，相当于变压器低压侧出口三相短路，必将造成变压器烧损(如图3所示)、机组停运的严重后果。此安全隐患对电力系统安全生产造成严重威胁，应予以消除。

2 改进方案

将高压开关柜接地刀闸辅助开关常闭接点加入到高压开关工作位置合闸回路中，形成有效的电气闭锁。

目前高压开关柜的接地刀闸辅助开关有1个常开接点和1个常闭接点。在不改变原设计其它功能的情况下，只需将高压开关柜接地刀闸辅助开关的常闭接点引接至高压开关工作位置合闸回路，即高压开关柜接地刀闸只有在分闸位置时，辅助开关的常闭接点闭合，高压开关工作位置合闸回路才能接通。发电企业6 kV高压开关柜配置分为FC开关和断路器两种形式，其接线方式不同。FC开关控制回路如图4所示，新增接地刀闸位置接点JD，此时发出合闸指令时，正电压从101点通过DCS(1HA)、接地刀闸位置接点JD、工作位置辅助开关接点YW才能到达103点，开关在工作位置的合闸回路才能导通；如果接地刀闸闭合，此时接地刀闸位置接点JD断开，控制回路不通，无法完成合闸。断路器控制回路如图5所示，新增接地刀闸位置接点JD,利用断路器自带合闸闭锁回路，当断路器位于工作位置时，正电压从101点通过接地刀闸位置接点JD、S9、S3位置辅助开关节点，合闸闭锁线圈Y1励磁，带动其辅助接点S2闭合，合闸线圈Y3回路从107点至102点导通，此时发出合闸指令时，正电压从101点通过DCS(1HA)到达107点，使合闸线圈Y3励磁动作，完成断路器合闸。如果接地刀闸闭合，此时接地刀闸辅助开关接点JD断开，合闸闭锁回路不通，Y1失磁，S2断开，合闸线圈Y3回路从107点至102点不通，无法完成合闸。通过此种方式改造后，即使在机械闭锁失灵或由于操作者的疏忽而进行非正规操作的情况下，将高压开关在接地刀闸合闸时推至工作位置时，由于此时合闸回路不通，也能有效地阻止带接地刀闸合开关事故的发生，从而避免重大人身、设备事故的发生。

3 结 语

发电企业曾因机械闭锁失灵、操作人疏忽造成带接地刀闸合高压开关的恶性事故，导致变压器烧损，直接损失和间接损失很大，如变压器返厂维修费用高，同时发生机组停运、停止供热事故，造成严重的不良社会影响及经济损失。

目前在电力系统中广泛应用的高压开关柜接地刀闸位置反馈均未参与到电气控制回路，故不存在电气闭锁。电力系统广泛应用的微机五防、程序锁等措施，虽然也可防止事故发生，但其投资较高，且工作人员可以使用钥匙解锁，只要是人员操作就必然存在不可控因素。此改进方案提出，将高压开关柜接地刀闸辅助开关的常闭接点串接入高压断路器工作位置合闸回路的方法，从根本上杜绝了人为因素的影响，弥补了原有设备的不足，可有效地防止带接地刀闸合高压开关事故的发生。哈热公司8号机组6 kV厂用A、B段使用此改进方案两年多以来，运行效果良好，未发生影响设备正常使用的问题。其高压开关控制回路其它功能保持不变，改造方案可操作性强，具有较好的经济性、实用性及可靠性。