对6kVABB开关柜防误闭锁装置的完善

对6kVABB开关柜防误闭锁装置的完善

(国电谏壁发电厂江苏212003)

摘要:就电力系统而言,防误闭锁就是在发电厂、变电所、开闭所等重要场合设置的防止误操作的功能.虽然电力系统中的防误闭锁装置在不断改进、更新,但在现场使用中仍然存在与实际工作不相适应的地方,具有一定的安全隐患。基于此,本文主要对6kVABB开关柜防误闭锁装置的完善进行分析探讨。

关键词:6kVABB开关柜;防误闭锁装置;完善

1、前言

6kV中置式开关柜(ABB以下简称中置柜),全称铠装移开式交流金属封闭开关设备,其模块化的紧凑结构,给中置柜的安装、运行和检修工作带来了极大的方便。因此,中置柜在电网中压系统中得到了广泛的应用。但是由于设计原因,一些电气方案中的中置柜没有设计下柜门的机械闭锁或电气闭锁,致使电气作业人员存在误入带电下柜的可能,威胁作业人员的人身和设备安全。

2、中置柜的安全隐患

(1)无机械或电气闭锁

在中置柜下柜内部件带电时,下柜门可以打开。中置柜下柜没有接地刀闸,或者中置柜下柜虽有接地刀闸,但接地刀闸与下柜门之间没有闭锁。

(2)没有隔离带电部件

中置柜下柜内有母排、CT底座等带电部件,而带电部件与下柜门之间没有全封闭的隔板隔开。当工作人员打开下柜门后,就可以直接接触带电部件。下柜门因无闭锁而可以打开,下柜内的部件带电且未被有效隔离,同时存在这2种情形的中置柜有电气作业人员误入触电的可能。为了防止潜在事故的发生,必须改造此类中置柜的下柜门。做到只有在充分保证电气作业人员人身安全的前提下,才能打开中置柜下柜门,进入中置柜下柜工作。

3、防误闭锁装置的完善方案选择

防误闭锁装置就是针对运行人员误操作事故而采取的一种防范措施,通过对其操作回路闭锁或操作机构闭锁的方式,主要实现五防功能:(1)防止带负荷拉、合隔离开关;(2)防止带接地线或接地闸刀合闸;(3)防止人员误入带电间隔;(4)防止误分、误合断路器;(5)防止带电挂接地线或合接地闸刀。随着电力科技的进步以及安全的要求,防误闭锁装置经历了一个较长的发展历程:(1)普通挂锁(50-80年代);(2)电磁锁(60-90年代);(3)电气闭锁(80-90年代);(4)机械程序锁和微机防误闭锁装置(现代主流闭锁装置),并且在此基础上发展了一些组合式防误闭锁装置,例如某厂18kVGCB装置采用了电气回路闭锁和机械锁相结合的闭锁装置,安徽大唐陈村水力发电厂电气一次部分采用了电气逻辑闭锁和微机防误闭锁相结合的防误闭锁装置,有效地防止了误操作的可能性。

以下4种方案可解决中置柜的安全隐患。

(1)机械闭锁改造在下柜内加装接地刀闸,设置相应的机械闭锁。只有当接地刀闸合上时,才能打开下柜门,从而进入中置柜下柜作业。

(2)电气闭锁改造‘

在下柜内加装闭锁电磁铁与带电显示监测装置,并将带电显示监测装置的节点串人闭锁电磁铁回路。当带电显示器检测到下柜内部件有电时,闭锁中置柜下柜门。

(3)加装金属隔板

在中置柜下柜加装金属隔板,完全隔离下柜内的带电部件与下柜门,保证当工作人员进入中置柜下柜时完全无接触带电部件的可能。

(4)加装微机防误机械挂锁

加装微机防误机械挂锁,规范和完善微机操作逻辑程序,保证只有在中置柜下柜完全无来电可能的情况下,才能解锁打开下柜门并进行作业。前3种改造方案需对已投运的开关柜停电后才能进行。对存在隐患的中置柜进行汇总发现,存在此类问题的中置柜大部分为主变中置柜、母联中置柜等,如若停电改造,停电影响的范围大。并且,中置柜的改造涉及设计院、调度所、设备制造厂等多个部门,程序繁琐,改造工作量大,施工时间长,操作可行性与经济性较差。

第4种改造方案不需停电即可进行。但此方案需充分了解与掌握中置柜的内部结构,详细分析和判断中置柜的操作闭锁逻辑,制定完整、可靠的操作闭锁逻辑,升级微机防误程序,保证只有在中置拒下柜内的部件无来电可能的情况下才能对下柜门解锁。此方案相对于前3种改造方案而言,可带电作业,人员需求少,改造工作量小,施工短,具有良好的操作可行性与经济性。

4、实例分析

(1)某电厂500kV系统采用电气逻辑闭锁和在线模式的微机防误闭锁

某电厂500kV系统设备运行操作一般以远方操作为主,仅接地刀闸为现地操作;在检修、试验时开关只能在现场手动分合闸;接地刀闸和快速接地刀闸现地电动操作。在正常操作中,由于控制室和实际现场较远,一般采取操作组在现场对设备位置状态的检查,而具体操作由中控人员进行上位机操作。在这种管理模式下,存在以下误操作的可能性:一是当中控人员刚交接班,但要配合操作组进行上位机开关及刀闸的操作,相互通讯手段为对讲机,而中控的操作则是由当班值长受令后,其作为监护人,值班员作为操作人进行上位机操作,在整个操作过程中存在太多中间环节,发令过程中和复诵操作票相互理解误差,可能最终导致误操作;二是防误闭锁存在“空白”区,只要符合电气逻辑闭锁,上位机命令就能开出执行,例如断开5011开关,如果点击5012开关分闸,也能进行操作,存在误操作的可能性。

(2)某电厂6kV机端出口开关是瑞士ABB公司生产的HEC8型GCB成套装置,采用了电气逻辑闭锁,正常时开关以及机端出口刀闸靠上位机远程操作,对于接地刀闸则要求现地进行操作,机端出口刀闸及接地刀闸的现地操作有GCB装置自身的机械程序锁,而对应于每台机组GCB装置还有柜门的闭锁,也减少了误操作和误入错间隔的可能性。虽然采用ABB公司的产品,但由于机械闭锁本身存在不可靠的因素,而且操作烦琐,增加了设备运行的不可靠性。例如存在少数机械闭锁钥匙可以互通的现象,对现地操作带来很大地不安定因素。

(3)某电厂6kV厂用电开关柜采用的是华鹏集团

公司生产的户内型全封闭金属铠装可移开中置式,型号为8BK88,开关柜以机械联锁为主,辅之电气联锁可以满足“五防”闭锁要求:即当开关带电时,不能打开后封板;开关小车在“合闸”状态时无法在“试验”位置和“工作”位置间移动;接地刀闸只能当断路器小车在“试验”位置时才能操作;接地刀闸在“合闸”时不能将断路器小车推至“工作”位置,断路器小车在“合闸”状态时不能操作相关联的隔离开关;接地刀闸在“合闸”时才能打开后封板;后封板在打开时接地刀闸不能分闸。该开关柜在实际运行和操作过程中,多次遇到机械闭锁卡死现象。另外,虽然我厂6kV开关采用了机械闭锁和电气逻辑闭锁相结合的闭锁方式,但仍存在操作人员误入错间隔误操作的可能。

综上所述,我厂在闭锁上除了电气逻辑闭锁外,还辅之以机械闭锁,但是机械闭锁容易出现卡锁,故障率高的特点。通过对微机防误闭锁与传统的闭锁优缺点分析,以及对我厂防误闭锁存在的问题分析,我厂可以在采用电气逻辑闭锁的基础上加装微机防误闭锁,同时考虑取消不可靠的机械闭锁,这样可以增加防误闭锁的安全性和可靠性,减少闭锁的“空白处”,同时还杜绝了机械闭锁带来的故障率所引起的不便。

5、结语

中置柜自身具备了比较完善而有效的防误功能.只要严格执行操作规程,可以有效地防止误操作,保证人身和设备及系统的安全.但在特殊情况下,其防误功能并不是那么完善,笔者设计的门控联锁装置,可以更好地完善中置柜的防误闭锁功能,有效地防止误入带电间隔的安全事故发生,提高工作人员的安全性和供电的可靠性.。

参考文献:

[1]狄富清.变电设备合理选择与运行检修.北京:机械工业出版社,2006:368~467.

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