500kV某变电站500kV主变中性点闸刀处理方案研究

【摘 要】我国经济的飞速发展对电能的需求量也急剧攀升，为满足工业与生活用电，大量的变电站投入生产，电网规模不断扩大。为限制系统短路电流，越来越多的500kV主变中性点增加接地小电抗，而主变中性点闸刀由于运行工况要求，其闸刀一次设备与二次闭锁逻辑均与常规闸刀不同。本文介绍了在500kV某变电站对主变中性点闸刀的设备处理方法，使之符合现场设备需要，着重介绍设备要求与处理方法。

【关键词】主变中性点 隔离开关 中性点小电抗

1 概述

随着浙江电网500kV主网结构的不断加强，电网联系越来越紧密，致使系统阻抗、系统短路电流逐年增大。500kV变电站短路电流的急剧增加后，造成变电站已装设设备遮断容量不能适应系统发展需要，因此寻求适应系统发展，经济、可靠、切实可行的限制系统短路电流的综合对策是主网不断加强后摆在电网企业面前的重要难题。

在电网实际建设和运行中，主要采用以下方法来限制系统短路电流：（1）220kV网络解环运行；（2）主变中性点经小电抗接地；（3）采用高阻抗变压器。

2 现场闸刀参数

为限制电网的系统短路电流，某变电站扩建工程本期在#1、#4主变中性点各增加一组小电抗器，采用北京电力设备总厂的ZJKK-300-12型干式空心电抗器，中性点隔离开关采用杭州永德的GW37-72.5W型单极单接地隔离开关。

GW37-72.5W型单极单接地隔离开关的主要技术参数如下：

额定电压为40.5/126kV，额定绝缘水平（按海拔2000米考核）为1）1min工频耐受电压（有效值）：断口118/265kV，对地95/230kV；2）额定雷冲击耐受电压（峰值）：断口185/630kV，对地215/550kV。包括单极型闸刀（以下简称主刀）和单接地刀（以下简称地刀）各一组。

主刀合闸时断开接地刀，中性点引下铝排通过主刀接至小电抗器并通过小电抗出线端子镀锌扁铁接地，主变处于经小电抗接地状态；当主刀分闸时合上地刀，中性点铝排通过地刀接至闸刀底座并通过设备杆接地，主变处于直接接地状态。

3 运行规程有关要求

根据运行操作规程，主变中性点接地开关的切换原则是保证电网不失去接地点，采用的是先合后拉的操作方法：（1）合上备用接地点的隔离开关；（2）拉开工作接地点的隔离开关；（3）将零序保护切换到中性点接地的变压器上去。与此相类似，500kV主变在进行经小电抗接地和直接接地两种状态切换时需确保主变在切换过程中不产生接地点悬空的状态，以保证电网不失去接地点接地。

根据运行规程要求，隔离开关的操作过程在设计和制造中，要确保后续操作过程中不能出现主地刀同时分闸的状态，防止出现主变中性点悬空的状态。

4 现场闸刀存在问题

现场GW37-72.5W型单极单接地隔离开关的操作过程按常规隔离开关操作的进行设计和制造，即：主刀分闸时地刀才能操作，地刀分闸时主刀才能操作，主地刀之间存在机械闭锁，主要目的是防止带负荷分合闸刀。故闸刀的地刀静触头座直接固定在主刀座上，当主刀分合开时，地刀静触头随主刀拐臂的转动而变换位置。无法满足主变经小电抗接地或者直接接地两种运行工况的要求。

现场有几个问题需确认：（1）静触头的位置随主刀动作而变化；（2）一次的闭锁装置；（3）后台相应二次电气闭锁逻辑。

5 闸刀问题处理方案讨论

为确保闸刀能满足设备运行要求，需对现场设备进行改造。主要问题是：如何解除满足“合逻辑”要求的地刀和主刀之间之间的闭锁。杭北变项目部技术人员和华东电力设计院现场工代、杭州永德电气厂家服务人员、杭北变现场运行人员在现场对设备问题进行了初步的讨论，形成了以下方案。

方案一：拆除主地刀之间的机械闭锁。将主刀和地刀单独分开，将底座槽钢加长，对主刀进行重新定位和安装，地刀安装在单独的支柱绝缘子上，如果主刀合上则经小电抗接地，如果地刀合上则直接接地，两者之间无联系，相当于单独的一组地刀和一组闸刀。

方案二：拆除主地刀之间的机械闭锁。因闸刀接线板位置被硬母线固定，将地刀静触头拆下，用铁排将其固定在闸刀接线板位置，主刀在分合闸过程中对地刀的分合无影响。

方案比较：方案一需增加底座槽钢，设备结构改动较大，需增加支柱瓷瓶1只，而且厂家进行改动需要较长的时间。无法满足现场设备送电需要。方案二仅需拆除机械闭锁和地刀静触头，然后根据设备具体尺寸现场加工两块扁钢即可。

根据现场施工情况一致选择方案二进行施工。

6 其他问题

施工过程中还需注意以下问题：（1）确保和小电抗器、管母支架、放电间隙等的设备的安全距离；（2）注意主刀才分合闸过程中的位置和放电间隙的位置，防止静触头影响主刀的分合闸；（3）注意做好防腐措施，确保地刀静触头的接触良好。

7 结语

按照电网建设的基本趋势，越来越多的500kV主变压器中性点需增加小电抗器来限制系统短路电流，而中性点接地闸刀较常规闸刀有诸多不同，相关类型也较多，如何确保闸刀能满足各种工作状况要求和闭锁逻辑要求，从设备的实际情况出发，进行就地的改动是有必要的。

参考文献：

[1]毛雪雁，宣晓华.500kV自耦变压器中性点小电抗接地的研究[J].华东电力，2005年5月，第33卷，第5期.

[2]施伟国.500kV主变中性点小电抗接地限制不对称短路电流[J].上海电力，2001年第2期.

[3]杭州永德电气有限公司 GW37-40.5及126型隔离开关 安装及检修作业指导书.