1、220kV大型變電站戶外高壓配電裝置實施系統防誤的新方案閆新軍李昌斌劉全亮摘要文章對目前國內220kV變電站的防誤閉鎖裝置使用中存在的問題進行了分析總結，介紹了針對這些問題研制的幾種新型閉鎖裝置(戶外電磁鎖、新型按鈕程序鎖和電磁程序轉換鎖)，并用實例說明了這些新型閉鎖裝置的使用方法。關鍵詞高壓配電閉鎖裝置新方法A NEW INTERLOCK SCHEME FOR OUTDOOR APPARATUS IN 220kV SUBSTATIONYan XinjunLi ChangbinZibo Electric Power BureauZibo, 255032 ChinaLiu QuanliangZi

2、bo General Electric Appliance Research InstituteZibo, 255031 ChinaABSTRACTBased on the analysis of conventional switch operation interlock for domestic 220kV substation, in this paper several sets of newly developed interlock devices, including outdoor electromagnetic interlock, new-style button and

3、 program interlock, electromagnetic program switchover interlock, are presented. The application of these devices is described through some practical examples. KEY WORDShigh voltage distribution; interlocking device; outdoor apparatus1220kV變電站的防誤閉鎖裝置使用現狀全國第三次五防工作會議通過的防止電氣誤操作裝置管理規定中規定：“戶外110kV及以上復雜結線

4、，應優先采用電氣聯鎖和電磁鎖方案。”但電磁鎖在實施中卻存在許多問題。(1)作為閉鎖執行元件的電磁鎖(例如DW1型)，結構復雜，電磁線圈在戶外易受潮霉壞，絕緣性能降低，增加了直流系統的故障率。(2)老式電磁鎖品種單一，作為接地防誤鎖使用時需增加行程開關，且需敷設電纜，施工比較麻煩，致使一些變電站缺少接地防誤閉鎖裝置。(3)在斷路器的控制開關上，一般都缺少閉鎖措施。程序鎖在110kV以上變電站戶外裝置上的使用也存在以下問題：(1)某些程序鎖閉鎖功能簡單，只能在極簡單的結線方式下應用，由于不具備橫向閉鎖功能，在復雜的結線方式特別是在雙母線帶旁路的變電站中，根本不能使用。(2)具有較靈活閉鎖方式的程序

5、鎖雖然能夠滿足復雜結線方式(如雙母線帶旁路)的閉鎖要求，但由于閉鎖方案中必須設置母線倒排鎖，使得操作過程中鑰匙的傳遞和轉換十分麻煩。加之老式鎖易發生卡澀和銹蝕，延長了操作時間，所以也不受管理和運行人員的歡迎。(3)在大容量的變電站中，隔離開關分合閘的電動機正反轉采用按鈕控制，而老式的程序鎖對按鈕無法進行程序控制。與程序鎖相比，微機閉鎖與程序鎖的功能相似，但微機閉鎖采用高新技術，可以實現智能控制，用一個電腦鑰匙便可代替數量眾多的程序鑰匙，避免了在復雜結線方式操作時的鑰匙轉換，大大方便了運行人員的倒閘操作，縮短了操作時間。但由于目前國內微機閉鎖的執行元件主要是采用機械編碼掛鎖，而掛鎖是不具有強制閉

6、鎖功能的，因而存在著可能走空程的問題，且沒有反向閉鎖功能，不能防止反送電。盡管如此，微機閉鎖仍將是今后閉鎖發展的主要方向。2220kV變電站戶外配電裝置閉鎖方式的新思路淄博電業局和淄博通用電器研究所通過對各種閉鎖方式的深入研究，研制成功幾種新型閉鎖裝置：(1)新型抗腐、防雨、耐潮濕戶外電磁鎖這種電磁鎖采用電磁線圈與鎖體分離的結構。平時線圈不裝在戶外，而是保存在控制室內，作為全站通用的電磁鑰匙，只有在進行操作時才由操作人員將其插入鎖體的插孔，按動其端頭上的按鈕(由延時斷開觸點自鎖，使其符合間吸式原理)，進行解鎖操作。防止了電磁線圈發生潮濕霉壞以及絕緣降低的問題，電磁鎖的結構也變得極為簡單。鎖體由

7、鋁合金壓鑄的鐘形防雨罩密封，具有良好的抗腐、防雨、耐潮性能。(2)新的程序鎖和按鈕程序鎖 新研制的程序鎖保留了原有程序鎖鑰匙編程靈活的優點，改進了結構設計，操作更靈活，并解決了操作中可能出現的卡澀問題。戶外鎖全面采用了抗腐、防雨、耐潮材料，并加以密封，提高了防護水平。新研制的按鈕程序鎖，使長期以來不能進行強制閉鎖的按鈕操作運用了程序控制，為程序鎖在大容量變電站中的應用創造了條件。(3)給刀閘程序鎖復合了電磁鎖的功能，研制出一種新鎖電磁程序轉換鎖。這種鎖可以在同一把鎖上當電磁鎖操作之后，取出程序鑰匙，變為程序鎖進行控制和操作，實現了不同閉鎖方式在操作過程中的自動轉換，充分發揮了兩種閉鎖方式的優點

8、，優勢互補，使得閉鎖功能更臻完善，閉鎖方式更為靈活。新的程序鎖在閉鎖方案設計和應用上也取得了重大突破。例如雙母線倒閘操作時為防止誤走操作程序，必須增設一把母線倒排鎖，數把鑰匙在母線倒排鎖上倒來倒去，令人眼花繚亂，復雜的操作手續和過多的鑰匙轉換，限制了程序鎖在大型變電站中的應用。淄博通用電器研究所通過對該方案深入研究和分析，創立了一種新的操作方法：去掉了母線倒排鎖，使得雙母線倒排操作變得簡單方便，此種操作方法被譽為“林海”操作法。又如旁路刀閘的操作，由于在新的刀閘程序鎖上設計了活位鑰匙孔，使得鑰匙在操作前后均能插入撥出，將操作方式變得靈活簡單。再如分段開關兼旁路這一復雜的運行方式，只是在鑰匙的編

9、程上稍作變化，即能使程序鎖適用于此等復雜的運行方式，達到既簡練又完善的閉鎖要求。電磁程序轉換鎖問世后，打破了原先只采用一種閉鎖方式的作法，采用多種閉鎖方式綜合使用，揚長避短，以達到最佳的閉鎖效果。具體的作法是：(1)在隔離開關的操作機構上安裝新的電磁鎖，隔離開關與斷路器之間以及隔離開關之間的閉鎖要求，通過由斷路器和隔離開關操作機構的輔助開關觸點組成的電氣聯鎖電路中控制電磁鎖線圈電源的接通與否來實現。(2)在斷路器和接地防誤環節、不便于敷設電纜及不便實現電氣聯鎖的環節，采用新的程序鎖以實現其閉鎖要求。(3)在兩種閉鎖方式的接合處(例如在采用電磁鎖的最后一個隔離開關操作機構上)安裝電磁程序轉換鎖，

10、以實現在操作過程中閉鎖方式的自動轉換。(4)如果遇到隔離開關的電動操作，則可采用雙按鈕程序鎖以實現按鈕的強制性程序操作。3新型閉鎖裝置在220kV變電站的典型應用方案3.1戶外雙母線帶旁路結構的一次結線戶外雙母線帶旁路結構的一次結線如圖1所示。圖1戶外雙母線帶旁路結構的一次結線圖3.2采用電磁程序轉換鎖的閉鎖方案在隔離開關上安裝電磁鎖和電磁程序轉換鎖。接地防誤環節和防止斷路器的誤分誤合，則需安裝程序鎖，其鎖具配置及操作順序框圖如圖2所示。圖2鎖具配置和操作順序框圖圖2中，MN101為模擬盤鎖；KK211為控制開關鎖；WG211為戶外刀閘程序鎖；WD211為戶外接地控制鎖；WGD為戶外電磁刀閘鎖

11、；WGD101為戶外電磁程序轉換鎖，分閘后出一把鑰匙；符號為3G與DG間的機械閉鎖；D為調度命令鑰匙。各回路電磁鎖、電磁程序轉換鎖的二次電氣聯鎖電路如圖3所示。圖3各回路電磁鎖、電磁程序轉換鎖二次電氣聯鎖電路圖3中：DL-F，DLM-F，DLP-F為各斷路器操作機構輔助開關的常閉和常開觸點；1G-F，2G-F，1GM-F，2GM-F，1GP-F，2GP-F，3GP-F為隔離開關操作機構輔助開關的常閉及常開觸點。分析上述電路的閉鎖關系時應注意以下幾點：(1)各回路隔離開關的正常操作需在斷路器分閘狀態下才能進行；(2)出線回路的倒母線操作條件是：本回路已處于合閘運行狀態，母聯回路投入運行(LDM-

12、F，1GM-F，2GM-F等輔助接點閉合)后，方能進行倒閘操作。(3)旁路隔離開關4G的分合閘條件是：旁路回路及要帶的出線回路均處于合閘運行狀態。本閉鎖方案中，在不便于敷設電纜和實現電氣聯鎖的接地防誤環節上采用程序鎖，鑰匙數量極少，且直來直去，在不增加太多輔助操作的情況下，完善了防誤功能。本閉鎖方案在變電站實現由微機控制的綜合自動化后仍然適用。如果斷路器沒有手動控制，MN101和KK211可去掉；如果仍有手動控制(如用鈕子開關控制)，則可以改為按鈕操作，用雙按鈕程序鎖NAS211實現強制閉鎖。3.3母線倒閘采用“林海”操作法，以程序鎖為主的閉鎖方案如圖4所示(設定隔離開關電動操作，線路出端有線

13、路PT)。圖4中：NAS211和NAS312為雙按鈕程序鎖，安裝于戶外配電控制箱內；NAS312中(M14)的意義為：母聯回路的1號鑰匙M1和本回路的4號鑰匙均能插入此孔，且該孔為活位孔，鑰匙插入操作后即可拔出。XJ為顯示繼電器接受PT次級100V信號電壓，控制電磁程序轉換鎖WGD101的電源通斷，操作電壓為220V；WG313安裝于旁路刀閘4P上，(1)孔為活位孔，該鎖有三把鑰匙，合閘時三進一出。箭頭表示由前向后的停電操作順序方向；表示由后向前的送電操作順序方向。圖中母聯、線路、旁路各回路均處于接于母線的合閘運行狀態。 現分析其倒母線及旁路轉帶的操作方法：(1)倒母線操作圖4中1G合閘，母線

14、工作，現倒至母工作時，只需自母聯回路的模擬盤鎖上取出M1號鑰匙(母聯投入運行后方能取出)，插入2G的NAS312中(M14)孔中，當另一4號鑰匙在位時即可按合閘按鈕，將2G合閘，之后M1仍可自(M14)中拔出，去合其他回路的2G。也可將3號鑰匙拔出，與M1同時插入1G的NAS312中(M14)及孔中，按分閘按鈕，使1G分閘，之后再拔出M1，去其他回路進行倒合閘操作。出線回路的停送電正常操作是靠兩把4號鑰匙進行的，這是因為在設計程序時，使4號鑰匙可以插入(M14)孔，所以正常停送電操作時，兩把4號鑰匙同時進入NAS312(送電操作)或WD321(停電操作)。圖4采用“林海”操作方法進行母線倒閘時

15、以程序鎖為主的閉鎖方案“林海”操作法與傳統的采用母線倒排鎖的方法相比，省去了中間倒鑰匙環節，使原來復雜的倒母線操作變得簡單、可靠、方便。線路側接地刀閘的合閘條件有三：一是3G分閘，其與DG間的機械閉鎖已經解鎖；二是線路上已無高壓電存在(通過線路PT次級有無100V電壓驗得)，由顯示繼電器XJ接通電磁程序轉換鎖的電源，插入電磁線圈；三是旁路刀閘處于分閘狀態，7號鑰匙已返回WGD101按動按鈕即可進行合閘操作。當各隔離開關為手動操作時，只需將NAS211、NAS312相應更換為WG211、WG312即可。操作分析完全相同。(2)旁路轉帶操作此方案為等電位操作法。旁路刀閘4G的合分閘條件是所帶線路及旁路回路均處于合閘運行而且線路接地刀閘DG處于分閘狀態時方能進行。代表A回路已處于合閘運行的1號鑰匙，代表P回路已合閘運行的1P號鑰匙以及線路接地刀閘已分閘的7號鑰匙均已插入4G的WG313中后，4G即可合閘。合閘后1號鑰匙又可自中拔出返回本回路進行A回路的停電操作，從而線路改由旁路刀閘轉代。當A回路檢修完畢恢復送電之后再將1號鑰匙插入4G、WG313的孔中，4G作分閘操作后，三把鑰匙均可拔出返回原回路，其中1P可以對P回路作停電操作。通過以上分析可以看出，用電磁程序聯動鎖和用程序鎖