GIS刀闸防误动闭锁装置的分析与改进

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某水电厂330kV开关站采用SF6气体绝缘gis设备，断路器为分相液压操作 ，隔离开关、接地刀闸操作机构为三相联动电动操作，接地刀闸只能就地操作。GIS具有诸多优点，但如果使用不当，会造成带负荷拉合刀闸等恶性事故。针对GIS的特点，正确设计和使用防误闭锁装置和防误操作系统，才能减少误操作，保证设备安全可靠运行。

1、某水电厂GIS刀闸误动案例

1.1GIS刀闸误动经过

该水电厂330kV GIS开关站采用双母线联络运行，系统包括三台水轮发电机组和四条出线，其电气主接线如图1-1所示：

2010年9月27日11时33分，运行人员在进行母联3321开关由运行转冷备用的倒闸操作过程中（当时Ⅰ母线已停电，Ⅱ母线带四条出线及三台机组运行），首先拉开了33211，随后在拉开33212的同时，接地刀闸332127误动合上，在中控上位机简报上查得332127接地刀闸仅在33212隔离刀闸拉开后1秒合上。此次误动虽然没有酿成事故，但其误动的发生和原因值得我们深思和研究。假如当时接地刀闸332127先于33212合上，将会引起带负荷合接地刀闸的恶性事故，届时该电厂330开关站将全站失电且三台机组被切，甚至有可能引起开关站单元爆炸，危及到现场人员的人身安全，后果不堪设想。

1.2GIS刀闸误动原因

误动后，现地电动拉开和手动摇开接地刀闸332127后该刀闸自动合上，经继电保护人员检查3321开关汇控柜单元，发现控制332127的合闸继电器接点粘住，使其合闸接点一直处于导通状态。并且当时332127的自身机械闭锁衔铁未闭锁到位，332127的刀闸联锁条件已经满足，这就造成了332127误动作的条件。

1.3此类GIS刀闸误动整改方案

由于GIS装置隔离开关与接地刀闸之间无机械闭锁，电气联锁几乎承担了全部的防误功能，所以必须采取措施提高辅助开关、接线端子、分合闸接点的可靠性，才能提高整个控制回路的可靠性。经分析研究防止此类GIS组合电器刀闸误动可通过更改其间隔单元控制回路实现，下面用某一间隔单元改进前后的刀闸控制回路示意图进行分析：

该水电厂2010年9.27 GIS组合电器刀闸误动究其根源在于332127接地刀闸在上一次合闸完成后该刀闸合闸继电器接点粘住，而该接点的位置没有监视回路，分析研究得出在原有回路的基础上增加监视刀闸分合闸继电器接点位置回路，将其位置通过上位机报文或者中控光字信号引入中控室（图2-2中框内部分），可对刀闸分合闸继电器接点位置回路进行监视，避免误动的发生。

2、GIS设备防误闭锁装置的配置

在该水电厂GIS设备的防误操作技术措施中，防止误分、误合断路器是靠编制提示性设备的双重名称来实现的，隔离开关与接地刀闸之间无机械闭锁；防止带负荷拉合刀开关、带电合接地刀闸、带接地刀闸合隔离开关是靠隔离开关与接地刀闸控制回路的电气联锁以及合理使用机械锁、合理投退控制电源及制定合理的操作规则来实现；隔离开关、接地刀闸分合是否到位是通过在控制回路中设置分合到位带电显示装置、分合闸指示牌显示和机械连杆指示来实现，GIS的金属外壳全部接地，不存在带电间隔，传统的防止误入带电间隔措施就不存在了，下面分别介绍这些闭锁装置。

2.1隔离刀闸和接地刀闸的机械锁

GIS电器设备的隔离开关、接地刀闸都配有可锁定机构动作的机械锁，即挂锁和卡位衔铁。操作前将机械挂锁解锁，将闭锁衔铁放置至解除位置，这样，机械锁的转轴在隔离开关、接地刀闸分合操作时可作圆周转动；操作完后将卡位衔铁调整至闭锁位并锁上机械挂锁，将转轴卡住；可用编码挂锁或机械挂锁锁住锁片，用一一对应的解锁钥匙才能打开，在防止隔离开关、接地刀闸误动时用机械锁将操作机构锁定。

2.2GIS设备的电气联锁

GIS没有机械联锁装置，它依靠电气联锁来保证操作的正确可靠和操作者的安全。电气联锁包括：间隔内部断路器与隔离开关、接地开关联锁；隔离开关与接地开关的联锁；间隔与间隔之间相关的断路器与隔离开关、隔离开关与接地开关的联锁。

GIS以断路器或电压互感器为单位分成一个个间隔，各间隔的隔离开关、接地刀闸的电气联锁回路集中于间隔的汇控柜内，每个汇控柜设有总闭锁解除钥匙旋钮和“远方-就地”切换开关，控制、信号电源采用220V直流电源，这些回路起到闭锁误操作的作用，但光有这些闭锁关系有时还是达不到杜绝误动和误操作的根源。

3、结束语

综上所述，我们还可以通过提高运行操作人员素质、制定严格合理的运行、操作规程，合理使用机械挂锁、合理投退控制电源、分开取用控制电源，就能有效地防止误操作。另外，为了避免GIS装置操作的不唯一性、操作无次序限制、防误分误合断路器无强制性措施等缺点，可以装设相应监视回路及微机防误操作系统，使防误操作系统更加智能化、更加可靠。

参考文献

[1]付廷勤等编.刘家峡水电厂运行规程.刘家峡水电厂，2002

[2]国家电网公司电力安全工作规程.变电部分.中国电力出版社，2009

[3]罗学琛.SF6气体绝缘全封闭组合电器.中国电力出版社，1999

作者简介

安全：1974年出生，男，甘肃秦安，本科，工程师，研究方向为水电厂机电运行及运维管理。