胡慧贞

（广东电网公司深圳供电局，深圳 518100）

变电站内设备的操作通常是指对断路器、隔离开关及接地刀闸等电气设备的操作。这些电气设备在变电站内相互间有逻辑关系，操作这些电气设备必须具有正确的先后次序和相应的逻辑条件。因此，为防止恶性误操作事故的发生必须采取可靠的防误闭锁措施来进行“五防”：防止误入带电间隔,防止误分、合断路器；防止带负荷误拉（合）隔离开关，防止带电合（拉）接地开关（接地线），防止带接地开关（接地线）合断路器（隔离开关）。

目前使用的防误闭锁装置方面，主要有机械闭锁、电气闭锁、微机防误闭锁装置等3种闭锁。机械闭锁是利用电气设备的机械联动部件对相应电气设备操作构成的闭锁，主要为隔离开关或开关柜本身自带闭锁装置.微机防误闭锁由计算机主机、电脑钥匙、电气编码锁、机械编码锁等硬件组成，通过设置在系统内的软件实现防误逻辑闭锁功能。而电气闭锁属于电气逻辑闭锁，是将断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的辅助触点接入电气操作电源回路构成的闭锁，其特点是没有过多的附属设备，外表十分简捷，操作简单、可靠，适用于电动操作的设备机构上，可采用完善的闭锁逻辑关系防止误操作。

1 刀闸电气闭锁回路缺陷情况分析

在对某110kV变电站输变电工程验收过程中，发现110kV GIS设备结构特殊，其刀闸与地刀存在联动操作，电气闭锁回路存在缺陷，防误操作功能不完善，有导致电气误操作的潜在风险。现采用一个线路间隔单元就该问题进行阐述。

1.1 GIS设备结构简介

该变电站110kV GIS设备为成套设备（操作机构为弹簧操纵机构），其线路间隔一次接线图如图1所示。

这种GIS设备的特殊之处在于，母线刀1G与B0地刀存在联动操作关系，线路刀4G与C0地刀存在联动操作关系。即在物理结构上，1G刀闸与B0地刀共用一个公共动刀头，当1G在分位时，其动刀头自动接通B0静刀头而形成B0地刀合位；当1G合位时，其动刀头自动与B0静刀头分离而形成B0地刀分位。在电气控制回路上，1G与B0在GIS汇控柜共用一个KK把手，用以控制动刀头的分合，其厂家标识为1G刀闸分合控制把手。同样，对4G线路刀与C0地刀情况类似，不再累述。

1.2 刀闸电气闭锁回路原理

线路的刀闸电气闭锁原理如图2所示。因为1G刀闸与B0地刀的联动关系，1G刀闸的闭锁回路上可免去B0地刀的辅助接点的接入，在电气原理上表现出1G刀闸只受断路器DL和110KV I母接地刀I0G的闭锁。即在1G合分控制回路中串入断路器DL的一对辅助常闭接点和I母接地刀I0G的一对辅助常闭接点。即只有当断路器DL和I0G都处于分位状态下，才能对1G刀闸进行合分控制。同样，4G刀闸只受断路器DL和40地刀的闭锁。40地刀受4G刀闸和线路无压闭锁。

1.3 电气闭锁回路的缺陷

基于以上结构模式，此种成套GIS设备的刀闸电气闭锁回路无法防止以下两种电气误操作，如图3所示：

（1）4G在分位（此时C0地刀在合位），合上1G，再合上断路器DL。这相当于母线通过母线刀闸和断路器对地短路。

（2）1G在分位（此时B0地刀在合位），合上4G，再合上断路器DL。这相当于线路通过线路刀闸和断路器对地短路。众所周知，典型的带地刀合开关事故，将引起母线失压，负荷损失，并不同程度地造成设备损坏，局部电网供电中断，对整个电网的安全构成很大威胁。因此应在设备投产前就消除电气闭锁回路上的缺陷。

2 解决方案的比选

在验收当中，按上述步骤操作，情况确实如此。由于GIS设备已成型，我们不能改变刀闸与地刀的这种联动操作关系。为了消除此缺陷，本研究遵循以下两个原则：①只有在1G、4G刀闸同时在合位、或者同时在分位的情况下，断路器DL才能进行合闸操作；②1G、4G刀闸只有在DL在分位的情况下才能进行合闸操作，初拟了两个解决方案：

方案一：通过在1G控制回路中串接C0地刀常闭接点，在4G控制回路中串接B0地刀常闭接点来解决，如图4所示。但这个方案，在1G，4G都在分位情况下（此时C0，B0都在合位，其辅助常闭接点都处于分位），1G，4G两把刀闸都不能合闸，因此该方案不能采用。

方案二：考虑到图3中的两种电气误操作情况，都是在只合上一把刀闸，而另一把刀闸处于分位的情况下（即与它联动的地刀处于合位的情况下），造成母线接地或线路接地的误操作的，因此在断路器DL的合闸控制回路中串入B0地刀和C0地刀的一对辅助常闭接点，如图5所示。断路器DL的合闸受B0地刀和C0地刀的闭锁，只有当1G刀闸合上时（即B0地刀处于分位），并且4G刀闸合上时（即C0地刀处于分位），才能对断路器DL进行合闸操作。为了使线路在检修状态下能分合开关，引进GIS开关柜上的 “远方/就地/检修”转换开关S04的一对常开接点，与B0地刀和C0地刀的辅助常闭接点并联。当S04置于检修位置时，该常开接点闭合，断路器DL在检修状态下依然能分合开关。经考察，现场满足所需引入的辅助接点的要求，此方案可行。

3 解决方案效果评价

方案二在断路器DL的合闸控制回路中串入B0地刀和C0地刀的一对辅助常闭接点，可以可靠地杜绝母线接地和线路接地这两种误操作，消除了刀闸闭锁回路的缺陷。并且现场能满足引入B0地刀、C0地刀的辅助常闭接点以及转换开关S04的一对常开接点的要求，工程量小，经济成本低，便于实施。实践证明，该电气闭锁回路完善后，从设备投产运行至今，未发生过由于此闭锁回路引起的带接地线合开关的恶性误操作，大大降低电气误操作的风险，对防止电气误操作事故，以至进而引发的人身、电网和设备事故起到了重要作用，从而确保了设备安全稳定运行。

4 结论

电气闭锁是变电站常规防误闭锁中比较简单、可靠的一种闭锁方式，这种方式适用于电动操作的设备机构上，闭锁逻辑关系不宜太复杂，对辅助开关质量和运行环境要求较高，是防误闭锁功能的一个重要组成部分。因此，在变电站二次回路验收中，需对每个电气闭锁回路认真把关。

本文在验收某成套GIS设备的刀闸电气闭锁回路时，发现由于母线刀1G与B0地刀、线路刀4G与C0地刀存在联动操作关系，极易导致容易发生母线接地或线路接地的恶性误操作。本研究提出了两种解决方案。经过分析比较，最终采用方案二，此方案遵循断路器DL只有在两侧刀闸同时合位或者同时分位的情况下才能进行合闸操作的原则，将B0地刀和C0地刀的一对辅助常闭接点串入断路器DL的合闸控制回路，符合“五防”中“防止带接地开关（接地线）合断路器（隔离开关）”的要求，且现场便于实施，可靠地消除了缺陷，确保了设备安全稳定运行。

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