变压器低压侧接地刀闸防误操作闭锁回路设计

石盛洋，李世朝

(云南华电鲁地拉水电有限公司，云南 大理 671600)

变压器低压侧接地刀闸防误操作闭锁回路设计

石盛洋，李世朝

(云南华电鲁地拉水电有限公司，云南 大理 671600)

为了防止运行人员在变压器带电的运行状态下拉合接地刀闸，采用高压带电显示闭锁装置对变压器低压侧接地刀闸的拉合操作回路进行电气二次闭锁；同时，通过串入多个接点闭锁拉合接地刀闸的操作回路，有效降低了变压器低压侧接地刀闸发生误操作事故的风险，保证了电力系统安全、稳定运行。

变压器；接地刀闸；电气二次闭锁；接点；误操作

0 引言

接地刀闸机构简单，操作方便，在电力系统中被广泛采用，但在实际工作过程中，时常发生带电误合接地刀闸事故，导致设备损坏、人员伤害甚至局部电网停电。长期以来，各发、供电单位结合自身实际情况，从管理制度、装置等方面采取了一系列措施，但仍未彻底杜绝同类事故的发生[1]。为了有效防止运行人员在变压器带电状态下拉合接地刀闸，须在接地刀闸的操作回路进行电气二次闭锁，避免误操作事故，确保电力系统的安全运行。

1 接地刀闸防误闭锁装置

目前使用的接地刀闸防误闭锁装置主要有机械闭锁和电气闭锁两种。机械闭锁是在同构架上的隔离开关和接地刀闸传动部分安装机械限制装置，防止带电拉合接地刀闸；电气闭锁是将断路器、隔离开关的辅助触点串联于接地刀闸的电磁锁回路，防止将接地刀闸拉合至带电部分[2-3]。由于现在电气设备一体化程度较高，一般将断路器、隔离开关等辅助接点串联于接地刀闸的操作回路中，通过接点的闭合、断开来控制操作电源的通断。

2 闭锁回路

某电站主变压器(以下简称主变)低压侧接地刀闸的拉合控制回路如图1所示，为了有效防止变压器低压侧接地刀闸(MKGT)误操作，接地刀闸(MKGT)的操作回路中不仅串入隔离开关(SKG)、出口断路器(FKG)的常闭接点，而且串入了变压器高压侧高压带电显示闭锁装置(VD)的无电输出接点、变压器低压侧电压互感器(PT)二次空气开关(F21)的位置接点及变压器低压侧电压监视继电器(K78)的常闭接点。

图1 主变低压侧接地刀闸合闸控制回路

图中各元件名称：Q41，接地刀闸电机电源空气开关；FKG，发电机出口断路器；SKG，发电机出口隔离开关；MKGT，主变低压侧接地刀闸；CS10，现地/远方操作把手；CS42，拉合按钮；VD，主变高压侧带电显示装置；F21，主变低压侧PT二次空气开关；K78，主变低压侧电压监视继电器；K41，接地刀闸拉合继电器；K42，接地刀闸拉开继电器。

2.1 隔离开关(SKG)及断路器(FKG)常闭接点

电气设备停电检修时，用隔离开关(SKG)将需要停电检修的设备与电源隔离，形成明显可见的断开点，以保证人员及设备的安全。断路器(FKG)在正常情况下起到接通和断开电路中空载电流及负荷电流的作用；当系统发生故障时，与继电保护及安全自动装置相配合，迅速切断故障电流，防止事故扩大，从而保证系统的安全运行[4]。

该电站发电机-主变电气一次接线如图2所示。

图2 发电机-主变电气一次接线

在主变由“运行”转“检修”的倒闸操作过程中，必须先断开主变各侧的断路器(FKG)，再拉开隔离开关(SKG)，最后拉合接地刀闸(MKGT)。在接地刀闸(MKGT)的操作回路中串入隔离开关(SKG)及断路器 (FKG)的常闭接点，只有隔离开关(SKG)及断路器(FKG)都在分位的时候，接地刀闸(MKGT)的操作才能允许接通。当隔离开关(SKG)或断路器(FKG)在合位时，按照电力生产安全规程的倒闸操作顺序，禁止拉合变压器低压侧接地刀闸(MKGT)，此时隔离开关(SKG)的常闭接点断开，尽管运行人员按下拉合接地刀闸按钮，接地刀闸操作回路的电源无法接通，接地刀闸拉合继电器(K41)无法得电，进而闭锁接地刀闸(MKGT)的拉合，可成功避免操作人员的误操作。

2.2 高压带电显示闭锁装置“无电”输出接点

该电站主变由3台单相变压器组成，将发电机输出的18 kV电压提升至550 kV，为了经济、有效地监测主变高压侧的带电情况，电站采用了DXN10-550-3P型高压带电显示闭锁装置。装置的传感器感应探头安装在变压器高压侧每相的气体绝缘全封闭组合电器(GIS)的套筒内，根据静电感应原理输出感应电压，反映一次设备电场的变化情况。装置接收传感器的输入信号，通过红绿灯反映一次设备的有电和无电，同时切换输出“有电、无电”状态辅助触点，并对变压器低压侧接地刀闸的操作回路进行电气二次闭锁。

DXN10-550-3P型高压带电显示闭锁装置能正确显示设备的带电状态，并且具有良好的防误闭锁功能。正常运行时，当3相回路中1相或2相的传感器信号电缆损坏或二次端子松动时，装置对检测出感应电压的相别显示为“有电”状态，无感应电压的相别显示为“无电”状态，点亮告警灯并闭锁装置的“无电”输出，进而对变压器低压侧接地刀闸的拉合操作回路进行电气二次闭锁[5]。

2.3 变压器低压侧电压监视继电器常闭接点

该电站在主变低压侧设有一组电压互感器(TP1)，二次绕组经空气开关(F21)接入发电机出口断路器控制柜内的PT端子，如图3所示。

图3 主变低压侧接地刀闸合闸控制回路

电压监视继电器(K78)测量主变低压侧A，B相间电压，通过检测电压变化输出一对常开接点及一对常闭接点。电压监视继电器的阀值调整为10%Ue(Ue为额定电压)，正常运行时，UAB为Ue即100 V，停电检修时UAB为0 V。当UAB>10%Ue=10 V时，默认为主变带电运行，电压监视继电器的常闭接点断开，常开接点闭合，闭锁了接地刀闸的拉合操作回路；当UAB≤10 V时，电压监视继电器的常开接点断开，常闭接点闭合，开放接地刀闸的拉合操作闭锁。

为了防止电压监视继电器误开放接地刀闸的拉合操作闭锁，在接地刀闸的拉合操作回路中串入电压互感器二次空气开关的闭合接点。倘若回路中没有串入电压互感器二次空气开关的闭合接点，在空气开关断开时，电压监视继电器检测UAB值为0 V，继电器的常闭接点闭合，造成开放接地刀闸的拉合操作闭锁风险。

3 结论

综上所述，只有满足接地刀闸电机电源(Q41)合闸、发电机出口断路器(FKG)分位、发电机出口隔离开关(SKG)分位、主变低压侧接地刀闸(MKGT)分位、控制把手(CS10)现地位置、主变高压侧(VD)无电、主变低压侧电压互感器二次空气开关(F21)合闸、主变低压侧电压监视继电器(K78)无电及主变低压侧接地刀闸拉分继电器(K42)失电条件时，按下主变低压侧接地刀闸拉合按钮，主变低压侧接地刀闸拉合继电器(K41)得电，接地刀闸电机正转，接地刀闸拉合动作，有效降低了变压器低压侧接地刀闸发生误操作事故的风险，保证了电力系统安全、稳定运行。

[1]郭进民，张正峰，杨孟弟. 接地刀闸防误闭锁功能的完善[J]. 电力安全技术，2005, 7(1): 14-16.

[2]电力安全工作规程：GB 26860—2011[S].

[3]国家电网公司.国家电网公司防止电气误操作安全管理规定[M].北京：中国电力出版社，2006.

[4]任煜峰.水轮发电机组值班[M].北京：中国电力出版社,2003.

[5]高压带电显示装置技术条件:DL/T 538—1993[S].

(本文责编：刘芳)

2016-12-22；

2017-02-20

TM 77；X 928.03

B

1674-1951(2017)03-0060-02

石盛洋(1987—)，男，湖南衡阳人，助理工程师，从事继电保护及安全自动装置维护管理工作(E-mail:634729905@qq.com)。