浅谈电力系统中五防联锁的改进方案

浅谈电力系统中五防联锁的改进方案

1高压开关柜的联锁电力系统中的电气误操作是指危害电气设备安全运行的频繁故障。可能导致大面积停电、电气设备损坏、系统过载、人员损失等。为了实现电力设备的安全可靠运行,电力部门强制推行高压开关设备必须安装防误操作装置,以达到“五防”要求,即:防止误分、误合断路器,防止带负荷分、合隔离开关,防止误入带电间隔,防止带电挂接地线,防止带接地线合闸。高压开关柜的联锁是保证电力网安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要措施。GB3906《3-35kV交流金属封闭开关设备》对此也作了明确规定。35kV中置式开关柜是电力系统中非常重要的电气设备,它的安全可靠运行至关重要。为此,本文就电力系统中大量使用的KYN61-40.5型金属封闭铠装移开式开关设备的“五防”联锁所存在的问题和具体改进方案提出一些看法。2接地联锁的操作首先我们先了解一下KYN61-40.5中置式开关柜断路器手车与柜体的联锁原理,断路器手车的进出是由断路器手车上的推进机构来控制,与接地开关的联锁功能是通过推进机构与柜体上的接地联锁装置配合使用来实现的。如图1断电操作:当断路器手车处于分闸状态(手动或电动),推进机构上的联锁片解锁,按下联锁片,插入摇把,逆时针转动丝杆,断路器手车从工作位置退至试验位置;取出摇把,将接地联锁把手从位置2拉至位置1,按下接地开关操作孔上的接地联锁板,插入接地开关操作手柄,合接地开关,开后门检修。它们的联锁关系是断路器分闸后,推进机构上的联锁片才能按下,防止带电误移动断路器手车;当断路器手车从工作位置退至了试验位置接地联锁把手才能从位置2拔至位置1,只有接地联锁把手在位置1才能按下接地开关操作孔上的接地联锁板操作接在开关,防止断路器手车没有移至试验位置误合接地开关。送电操作反之。柜体后门的联锁,通常都是采用强制型的带电显示器,在有电的情况下,后门不能打开。由于电磁锁单独使用时,只有解锁功能没有反闭锁功能。接地开关联锁装置与柜后门没有强制性闭锁,接地开关合上后,接地操作孔外露,在没有电的情况下打开了后门,此时接地开关一样能合能分,这就造成在检修没有完成,后门没有关上的情形下,会误合了接地开关,接地联锁把手能从位置1移至位置2,这时断路器推进机构操作孔外的联锁片能按下,断路器手车能从试验位置,移至工作位置,误合断路器,使后门带电,在检修不知的情形下,进入带电间隔发生危险。3接地联锁板的改造怎样才能防止这一误操作的发生,关键就是解决接地开关的关合与后门的要有先后关系:只有后门关上,接地开关才能操作,反之不行。通过对接地开关的操作,我们可以知道,在合接地开关时,首先要先按下接地联锁装置上的接地联锁板,露出操作把手孔,然后再插入操作手柄,转动主轴,主轴带动蜗轮蜗杆,接地开关合闸,接地开关合闸后,接地联锁板在主轴凸轮的作用下不能弹起复位,从而锁住接地联锁把手,使它不能从位置1拔到位置2,防止断路器手车的进退的操作。从操作上可以发现,接地开关的合闸分闸操作有两个要点,一是只有主轴的转动才能带动蜗轮蜗杆,合分接地开关,二是只有接地联锁板在弹簧的作用下弹起关闭接地开关操作孔,此时推进机构上的接地联锁把手,才能从位置1拔到位置2,推进机构上的联锁片才能被压下,才能对断路器手车进行摇进摇出。那么就可以利用后门与主轴联锁,后门不关,使接地开关的主轴不能转动;或者后门与接地联锁板联锁,后门不关,接地联锁板不能弹起复位,从而解决后门不关,不能移动断路器手车。我公司针对这两点个特点,对联锁装置进了改造。首先,改进设计了一套接地开关主轴与后门的反向联锁机构装置。该联锁机构主要由复位弹簧,锁套组成,在柜体锁套配合处开40×40方孔。该联锁机构的工作原理是:当后门关闭时,后门压缩锁套避开柜体上所开的40×40方孔,接地开关可以进行分、合闸操作。接地开关分闸后,锁套上的凸台与后门的开孔方向差90°,锁住后门,后门不能打开。接地开关合闸后,锁套上的凸台与后门的开孔方向一致,后门即可打开;当后门打开后,锁套复位弹簧作用向外滑动,滑至柜体上所开的方孔内锁定,此时接地开关操作轴因锁套锁定在柜体上而不能操作分闸。但是就主轴改造时发现,此方案只能将柜体后门设为单开门,由于后门板外形尺寸较大,重量很重,常引成后门的下垂,造成柜门与锁套上的凸台错位,起不到联锁作用。另外接地开关的主轴长度与柜体深一样,为了装配的方便,分成几段通过套连接与通过销子固定。接地开关的操作手柄也较长,操作时,一但主轴在外力的作用下,限制其转动,会生产很大的力矩,使主轴扭曲,销子折断,造成联锁的损坏,主轴的锁定方案不可靠。因此我公司针对目前变电站、配电房为工程安装、检修和维护的方便,将KYN61-40.5柜后门板做成铰链对开门形式特点,对接地联锁板进行了改进,用电磁锁锁住接地联锁板,达到联锁的目得。结构及电气电路改造见图2。该联锁的工作原理是:首在接地联锁板后安装闭锁电磁铁,按下接地联锁板至接地操作孔时的极限位置,在接地联锁板上对应的锁舌位置开一腰形槽,见图放大处,操作孔中插入手柄转动接地刀主轴,接地刀合闸,主轴上凸轮随主轴转动后压住接地联锁板,接地联锁板不能弹起。打开后门检修,后门行程开关K1常开触点断开,电磁锁失电,锁舌在弹簧的作用下弹出,伸入腰形槽孔中,也锁住接地联锁板。此后接地开关虽然能合分,但由于电磁锁锁舌的限制,此时接地联锁板在弹簧的作用下也不能弹起。只有当柜体后门关上后,行程开关K1常开触点闭合,电磁锁得电,锁舌吸合,同时接地开关分闸,主轴凸轮也解除对接地联锁板的锁定,接地联锁板才能弹起,解除对推进机构上接地操作把手的锁定,断路器手车才能移动。由于后门关上后闭锁电磁铁线圈长期带电,为防止长期带电烧毁线圈,当接地联锁板弹回后,断开锁闭锁回路,因此在接地联锁板上方,增加一微动开关,当接地联锁板弹回后,顶住微动开关,微动开关常闭触点K2断开,断开闭锁回路,虽然电路断开后,电磁锁失电,锁舌弹出,由于接地联锁板下方,在微动开关触点动作行程内没有孔,因此锁舌不会锁住接地联锁板,当接地联锁板按下,超出微动开关触点动作行程,K2常闭触点又运作,闭锁电磁铁吸合,一样不会锁住接地联锁板。该联锁把电气联锁与机械联锁结合一起,其结构简单,安装方便,电路简单,功能可靠,在山西煤矿、徐州钢厂、江苏焦化厂等项目中使用,得到了供电部门的肯定,和用户的好评。4完善“五防”功能的必要性KYN61-40.5中置式开关柜作为35kV三相交流50Hz的户内成套设备,防误等级高,安装维护方便,安全可靠等优点,在电力系统中得到广泛应用。但是一旦发生误操作情况,轻则造成设备损坏,重则引发电力系统故障。事实证明,单纯依靠规章制度来约束人的操作行为,往往难以杜绝误操作事故的发生,因此规程要求开关柜必须具备完善可靠的“五防”功能,从技术上杜绝人为误操作现象,从