机械闭锁装置电机变压器的运用

本文作者：王小虎 单位：广东省电力设计研究院

随着我国核电项目的增多及核电技术的发展，与核电厂电气设备安全相关和确保电气设备运行、操作人员安全的机械联锁技术也有了持续的发展，机械型防误闭锁装置在核电中也得到了广泛应用，是保证电气倒闸操作正确实施的重要措施之一，对防止电气误操作起到了非常重要的作用。

1防误闭锁装置的功能要求

电力生产过程中，不管火电还是核电都得遵循以下5条：①防止误分、误合断路器；②防止带负荷误拉、误合隔离刀闸；③防止带电误合接地刀闸（挂接地线）；④防止带接地刀闸（接地线）误合闸；⑤防止误入带电间隔。同时、按照电气倒闸操作要求，在倒闸操作过程中除人为因素外，我们使用的工具（包括防误闭锁装置）也必须能确保倒闸操作安全、顺利完成。从目前电力系统使用的防误闭锁装置来看，所有的防误闭锁装置都不能完全可靠地解决上述“五防”的所有要求，特别是“防止带电误合接地刀闸（挂接地线）”及“防止误入带电间隔”这两项还不能完全解决，有待进一步完善。

2防误闭锁装置的分类及其特点从目前来看，电力系统所使用的防误闭锁装置类型主要有：机械闭锁式、电气闭锁式及微机闭锁式。

2.1机械闭锁式防误闭锁装置机械闭锁式防误闭锁装置是最基本的防误闭锁装置。它主要是利用设备的机械传动部位相互闭锁来实现。它的主要优点是简单可靠，容易实现，一般在结构上直接相连的设备都设有机械互锁装置，如中压开关柜的小车开关与线路侧接地刀之间的机械闭锁。但它也有缺点：只能实现简单的防误闭锁功能，对于结构上独立的设备，如户外高压断路器与隔离刀、接地刀之间就无法实现，对于像组合电器GIS等类似设备也无法实现机械闭锁，不能适应设备发展需求。

2.2电气闭锁式防误闭锁装置电气闭锁式防误闭锁装置是利用断路器、隔离刀及接地刀的辅助接点切换来实现。每个设备的控制回路都接入相关的断路器、隔离刀及接地刀的辅助触点，来实现相应设备断路器、隔离刀、接地刀的控制，从而达到防止电气设备误操作的目的。它的优点是解决了机械联锁式防误闭锁装置不能实现的结构独立的设备间闭锁问题，同时对一些复杂的电气回路也能实现防误闭锁。但它会增大投资，增加了相互间的控制电缆，使接线复杂化，导致电气回路的可靠性下降，同时它的可靠性还得依赖于每个闭锁接点的可靠性。

2.3微机闭锁式防误闭锁装置微机闭锁式防误闭锁装置是目前最先进、最新型的一种防误闭锁装置。特别是现在的一些变电站、火力发电厂及核电的升压站都使用了微机闭锁式防误闭锁装置，它主要是利用计算机加设备（继电器、电磁铁等）来实现的。它的主要优点是使用灵活，功能齐全，同时还具有音响报警和数字显示功能，并能满足各种特殊操作的要求，特别是前两种闭锁装置不能实现的或不易实现的功能，它都能实现。

3机械防误闭锁装置在发电机及变压器中的应用

机械锁主要应用在5大部分，一是励磁系统（包括灭磁开关、励磁的控制电源、励磁变及相关设备；二是发电机出口断路器（主要包括隔离刀、接地刀、电压互感器）；三是发电机的电压互感器；四是高压厂用变压器高压侧的接地刀、隔离刀；五是主变低压侧的接地刀、隔离刀。

3.1励磁系统励磁系统应采用机械联锁实现“五防”要求，应保证：（1）励磁变压器高压侧接地线与发电机出口电压互感器小车、励磁开关、励磁控制及起励电源、出口断路器、发电机出口断路器发电机侧的接地开关之间应采用机械联锁，防止带电挂接地线。（2）励磁变压器柜门与发电机出口电压互感器小车、发电机出口断路器发电机侧的接地开关、励磁开关、励磁控制及起励电源、出口断路器之间应采用机械联锁，防止误入带电间隔。

3.2发电机出口断路器及相关设备发电机出口断路器应采用机械联锁实现“五防”要求，应保证以下几点：（1）发电机出口断路器箱内电压互感器的二次侧开关与出口断路器相关的接地开关、高厂变的低压侧断路器及分支电压互感器小车、主变高压侧接地开关之间应采用机械联锁，防止误分误合断路器；（2）发电机侧接地开关与发电机出口电压互感器小车、励磁开关、励磁控制及起励电源、出口断路器之间应采用机械联锁，防止带电接地开关合闸；（3）变压器侧接地开关与出口断路器、高压厂用变低压侧断路器及分支电压互感器小车、主变高压侧接地开关之间应采用机械联锁，防止带电接地开关合闸。发电机出口断路相关设备之间的闭锁，是采用电气联锁，由于此设备是成套进口厂整体供货，按机械锁来设计难度较大。

3.3发电机出口电压互感器发电机出口电压互感器应采用机械联锁实现“五防”要求，应保证以下几点：（1）发电机出口电压互感器的一次侧接地线与发电机出口电压互感器小车、励磁开关、励磁控制及起励电源、出口断路器、出口断路器发电机侧的接地开关之间应采用机械联锁，防止带电挂接地线；（2）发电机出口电压互感器的二次侧小车与励磁开关、励磁控制及起励电源、出口断路器之间应采用机械联锁，防止误入带电间隔。

3.4厂变高压侧厂变高压侧应采用机械联锁实现“五防”要求，应保证厂变高压侧接地线与出口断路器、高压厂用变低压侧断路器及分支电压互感器小车、主变高压侧接地开关之间应采用机械联锁，防止带电挂接地线。

3.5主变压器主变压器应采用机械联锁实现“五防”要求，应保证以下几点：（1）主变压器低压侧接地线与出口断路器、高压厂用变低压侧断路器及分支电压互感器小车、主变压器高压侧接地开关之间应采用机械联锁，防止带电挂接地线；（2）主变压器高压侧接地开关与出口断路器、高压厂用变低压侧断路器及分支电压互感器小车、主变压器高压侧接地开关之间应采用机械联锁，防止带电接地开关合闸。

4机械防误闭锁装置的安装

机械锁防误闭锁装置的应用很大程度上要依赖硬件设备的条件，在设计时必须了解一次设备，不能仅参考某个工程而不依据实际的供货设备的特点来进行设计安装，必须了解机械锁防误闭锁装置功能、电气本体设备的构造、机械锁防误闭锁装置安装方式、现场电气设备是否具备安装条件等，同时在设计之前还要和一次供货商及机械锁厂商进行紧密沟通，才能保证机械防误闭锁装置在电气设备上的安装可靠性。要特别注意发电机出口断路器的机械锁防误闭锁装置的安装条件，因为国内大型发电机出口断路器多采用进口成套设备，需要了解出口断路器内所有设备之间的闭锁关系，是否能采用机械锁进行机械闭锁，再根据发电机出口断路器与其他相关的电气设备间的闭锁逻辑来进行安装。5结语随着我国核电项目的增多及核电技术的发展，与核电厂电气设备安全相关的机械防误闭锁装置在确保电气设备运行、操作人员安全、电气倒闸操作、防止电气误操作中起到了非常重要的作用，也为核电的安全运行起到保驾护航的作用。