浅谈隔离开关电气闭锁回路

【摘要】结合500kV德宏变电站35kV、220kV和500kV配电装置二次接线设计的具体实例，对各类接线方式下隔离开关电气闭锁回路二次设计做了分析和论述;总结了隔离开关电气闭锁回路的设计特点和注意事项。

【关键词】隔离开关;闭锁;电气闭锁回路

随着现代电气设备质量和自动化水平的不断提高，隔离开关的控制回路的设计也在发生了变化。在电力系统中电气误操作将会给电网、设备和人身安全造成巨大威胁，而在电气误操作中又以带负荷误拉、合隔离开关最为严重。伴随科学技术的进步，变电站中隔离开关防误闭锁也从机械闭锁、普通电气闭锁发展到微机闭锁，以达到“五防”的目的。本文结合500kV德宏变电站35kV、220kV和500kV配电装置二次接线设计，讨论不同接线方式下隔离开关电气闭锁回路的特点。

1.500kV德宏变电站简介

500kV德宏变电站35kV配电装置为单母线接线方式，隔离开关主刀可以进行远方或就地电动操作，地刀只能进行就地手动操作;220kV配电装置为双母线单分段接线方式，隔离开关主刀可以进行远方或就地电动操作，地刀只能进行就地手动操作;500kV配电装置为3/2接线方式，隔离开关主刀和地刀可以进行远方或就地电动操作。站内防误闭锁系统采用了珠海优特UT-2000IV型微机闭锁装置，还配套在隔离开关设备上设计了机械闭锁，控制回路中设计了电气闭锁（隔离开关电动操作时用）。机械闭锁即是在隔离开关主刀及地刀的操动机构间设置机械连杆和相连挡板，以实现该隔离开关主刀在合闸位置时其地刀不能操作或该隔离开关地刀在合闸位置时其主刀不能操作的相互闭锁。它不能实现隔离开关主刀与另外的其它隔离开关地刀之间的相互闭锁。而微机防误闭锁，主要是通过防误计算机与综合自动化的测控装置进行通讯，防误计算机通过测控装置采集到的断路器、隔离开关及接地刀闸的当前位置，来判断要进行操作的隔离开关是否满足动作条件，如果满足时则发送允许命令给测控装置，对隔离开关进行操作，相反则发送闭锁命令。

图1 隔离开关电气闭锁原理图

2.电气防误闭锁

电气防误闭锁方法也是一种传统的防误闭锁方法，电气闭锁即是在隔离开关的电动操作回路中串接相关的断路器、隔离开关及接地刀闸的辅助接点，只有当相关断路器、隔离开关及接地刀闸的位置正确无误后该隔离开关的电气闭锁回路才能接通，隔离开关才能进行电动操作（即能实现就地和远方电动操作）其电动回路闭锁原理图见图1。 在500kV德宏变电站的500kV线路接地刀闸的电动操作回路中不仅串接相关的隔离开关的辅助接点，还串接了线路电压互感器的电压空开常开接点和电压继电器常闭接点，只有当相关隔离开关三相均已拉开，同时检验到线路无压（即线路电压互感器的电压继电器未带电）时，该线路接地刀闸的电气闭锁回路才能接通，也才能进行电动操作。

3.单母线接线方式下的隔离开关电气闭锁回路设计

单母线接线中每回接线经一台断路器和一台隔离开关接连母线，接线简单（见图2），故电气闭锁接线也较为简单。闭锁回路中接入1台断路器和1台隔离开关的常闭辅助接点（见图3），就实现了隔离开关主刀与线路断路器和地刀的闭锁。

图2 35kV单母线接线

图3 35kV隔离开关的闭锁接线

4.双母线接线方式下的隔离开关电气闭锁回路设计

双母线接线中每回接线经一台断路器和两台隔离开关分别接连于两段母线，母线之间通过母联断路器连接，这种接线运行可靠、灵活性高，但电气闭锁接线复杂。

图4 220V双母线一次接线

图5 母线隔离开关闭锁小母线

500kV德宏变电站母联及线路隔离开关一次接线见图4。母线侧隔离开关的闭锁回路，由连母线的接地刀闸的辅助常闭接点串接构成NⅠ和NⅡ母线隔离开关闭锁小母线（见图5），以便在各出线隔离开关主刀电动控制回路中，实现操作闭锁。母联隔离开关的电气闭锁回路，由母联断路器和母联隔离开关的辅助常闭接点串接构成GBM隔离开关闭锁小母线（见图6），以便在各连母线侧隔离开关主刀电动控制回路中，在倒母线操作中实现等电位操作。

图6 GBM隔离开关闭锁小母线

4.1 母线侧隔离开关的电气闭锁回路设计

例如在母线侧1G隔离开关的闭锁控制回路中，接入了线路断路器A、B、C三相辅助常闭接点、断路器两侧接地刀闸辅助常闭接点和2G隔离开关辅助常闭接点后，又接至NⅠ母线隔离开关闭锁小母线（见图7）。这样的接线不仅达到了可靠的电气闭锁，又实现了母线侧隔离开关是一组连接于母线还是两组分别连接于两组母线的判断。在进行倒母线操作时，母联断路器及隔离开关均在合闸位置，GBM隔离开关闭锁小母线带电。2G隔离开关也在合闸位置，则2G隔离开关辅助常闭接点断开，经线路断路器辅助常闭接点的闭锁回路被断开。同时2G隔离开关辅助常开接点闭合，1G隔离开关控制回路通过GBM隔离开关闭锁小母线，经2G隔离开关辅助常开接点接至NⅠ母线隔离开关闭锁小母线。1G隔离开关可以进行等电位操作。

图7 母线侧隔离开关的闭锁接线

图8 线路侧隔离开关的闭锁接线

4.2 线路侧隔离开关的电气闭锁回路设计

例如在线路侧3G隔离开关的闭锁控制回路中，串接入了线路断路器A、B、C三相辅助常闭接点、断路器两侧接地刀闸辅助常闭接点和线路侧接地刀闸辅助常闭接点（见图8）。即线路侧3G隔离开关只有在线路断路器、断路器两侧接地刀闸和线路侧接地刀闸都在分闸位置时，才能进行合闸操作。

5.3/2接线方式下的隔离开关电气闭锁回路设计

3/2接线中每两回线路用三台断路器接在两组母线上，即每一回线路经一台断路器接至一组母线，每两条线路之间设置一络断路器，形成一串（见图9）。这种接线方式可靠性较高、运行灵活和检修方便等特点。

图9 500kV3/2接线一次接线图

各组隔离开关的电气闭锁接线也是在其控制回路中串接入相关断路器和接地刀闸的辅助常闭接点，以达到了可靠的电气闭锁。在此就不再进行详细讨论了。各组接地刀闸都可进行电动操作，断路器两侧接地刀闸的电气闭锁接线在其控制回路中串接入该断路器两侧隔离开关的辅助常闭接点，就实现了电气闭锁;在线路侧接地刀闸的电气闭锁接线不仅在其控制回路中串接入该线路两侧隔离开关的辅助常闭接点，还串接了线路电压互感器的电压空开常开接点和电压继电器常闭接点，下面以图9中线路1的线路侧2GD1接地刀闸为例，其闭锁接线见图10所示。

图10 500kV线路侧接地刀闸的闭锁接线

这样的闭锁接线更为可靠，保证检验线路侧确无电压时方能操作合上线路侧接地刀闸。操作时注意必须将线路电压互感器的试验电压空开合上，该电压空开常开接点才能闭合，线路侧接地刀闸闭锁回路才能接通，才可以进行操作合上线路侧接地刀闸。

6.结论

a.隔离开关的电气闭锁回路在电动操作时能可靠地进行闭锁，为变电站的安全运行起着重要的作用;

b.隔离开关的电气闭锁回路在手动操作时不能进行闭锁。因此在电动操作机构中应以电气闭锁为主，辅助微机闭锁，方可有效地防止电气误操作事故;

c.电气闭锁缺点是由于在控制回路中串联了若干个辅助接点，当其中某一个接点接触不良就会引起整个回路故障，使正常操作无法实现。所以要选择质量较好的设备辅助接点，以避免该类故障的发生。