關(guān)于變電運(yùn)維倒閘操作中檢查電氣指示位置的探討

國(guó)網(wǎng)陜西省電力有限公司超高壓公司 李星羽 劉 鑫

1 引言

在變電運(yùn)維工作中，倒閘操作具有較高的危險(xiǎn)性，為了保障倒閘操作的精確性，必須提高對(duì)設(shè)備狀態(tài)的感知能力，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常和缺陷，才能有效保護(hù)電網(wǎng)并且保障人員的安全。因此，倒閘操作需要詳細(xì)檢查電氣異常的位置，之后根據(jù)電氣故障制定倒閘操作的方式。同時(shí)，要合理利用監(jiān)控系統(tǒng)，加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)，滿足倒閘操作中對(duì)電氣指示位置精確性的要求。

2 倒閘操作概述

2.1 倒閘操作工作內(nèi)容和特點(diǎn)

通過(guò)倒閘操作，可以將電氣系統(tǒng)中的設(shè)備從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)化為另一種狀態(tài)。如針對(duì)設(shè)備的檢修需求，能將處于運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備轉(zhuǎn)化為檢修狀態(tài)，或者調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行方式，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性[1]。由于倒閘操作會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)變，出現(xiàn)電流和電壓的變化，因此操作過(guò)程中必須控制各種細(xì)節(jié)。嚴(yán)格遵守規(guī)章制度的情況下，倒閘操作能穩(wěn)定地改變系統(tǒng)潮流狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)運(yùn)行故障，通過(guò)倒閘操作也可以實(shí)現(xiàn)故障元件隔離以及控制故障范圍。變電運(yùn)行過(guò)程中，倒閘操作對(duì)控制精度有較高要求，如果缺少嚴(yán)格的控制制度或者操作人員工作方式不合理，就會(huì)導(dǎo)致安全事故發(fā)生。

2.2 電氣設(shè)備倒閘操作原則

對(duì)電氣設(shè)備的倒閘操作應(yīng)嚴(yán)格按照順序進(jìn)行操作，并且電路中的閉鎖裝置也不能隨意解除。如倒閘中如果需要關(guān)閉隔離開關(guān)，應(yīng)先確定斷路器的斷路開關(guān)位置，檢查斷路開關(guān)的狀態(tài)，而在對(duì)電氣設(shè)備送電前，也要保證繼電保護(hù)裝置已經(jīng)開始運(yùn)行。如果道閘中將隔離開關(guān)誤合，則需要繼續(xù)保持其閉合狀態(tài)[2]。

2.3 變電運(yùn)行倒閘操作中的常見誤操作

2.3.1 母線倒閘操作問題

電力設(shè)備電路會(huì)在母線匯合，因此對(duì)母線進(jìn)行倒閘操作會(huì)影響系統(tǒng)整體供電，大量的設(shè)備、元件都會(huì)受到影響。為此，母線的倒閘操作會(huì)涉及大量設(shè)備的調(diào)整和控制，由于需要進(jìn)行較多的操作，出現(xiàn)問題的概率也有所提升。如進(jìn)行負(fù)荷刀閘動(dòng)作、繼電保護(hù)等操作中，如果沒有合理操作，容易造成諧振問題。

2.3.2 變壓器倒閘操作問題

變壓器的操作包括變壓器充電、切斷、解列、并列等內(nèi)容，操作變壓器時(shí)，由于電路出現(xiàn)變化，很可能在閉合過(guò)程中出現(xiàn)極短時(shí)間的高電壓情況，將會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞絕緣的性能。因此，日常工作中進(jìn)行變壓器倒閘操作必須嚴(yán)格遵守流程，一旦出現(xiàn)誤操作極有可能導(dǎo)致變壓器受到損壞。如對(duì)主變壓器進(jìn)行倒閘操作時(shí)，如果控制不合理導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，有可能已經(jīng)造成了變壓器和母線設(shè)備的損壞。

2.3.3 旁路帶路倒閘操作

旁路開關(guān)在變電站界限位置用較為關(guān)鍵，合理控制旁路開關(guān)可以避免對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行停電檢修時(shí)負(fù)荷變化過(guò)于劇烈影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。如果進(jìn)行檢測(cè)時(shí)沒有嚴(yán)格遵守倒閘流程開展工作，對(duì)用戶的用電狀態(tài)會(huì)造成嚴(yán)重影響[3]。

3 電氣設(shè)備倒閘操作后位置檢查狀況

對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行操作后檢查時(shí)，應(yīng)該根據(jù)設(shè)備各項(xiàng)的實(shí)際位置確定故障位置，如果檢查中難以獲得設(shè)備實(shí)際位置，可以利用機(jī)械位置提示、電氣指示、遙感信號(hào)進(jìn)行綜合分析，得到位置判斷結(jié)果。在確定位置時(shí)，必須選擇兩個(gè)原理不同、非同源的變化確定位置，以便獲得精確結(jié)果[4]。國(guó)內(nèi)的企業(yè)開展變電站倒閘操作時(shí)，根據(jù)選擇兩個(gè)或者兩個(gè)以上非相同原理、非同源指示變化進(jìn)行判斷的要求，采用機(jī)械指示位置和電氣指示位置綜合判斷的方式。

在檢查過(guò)工作中，斷路器的實(shí)際位置并不能直接觀察，所以機(jī)械位置的檢查都是通過(guò)觀察機(jī)械位置指示牌確定。在二次設(shè)備逐漸完善的情況下，電氣位置指示有很多可以觀察的位置，包括通過(guò)保護(hù)裝置上的信號(hào)操作箱上智能站智能終端的位置指示燈、測(cè)控裝置監(jiān)控信號(hào)指示燈、測(cè)控裝置電流數(shù)值、測(cè)控裝置監(jiān)控信號(hào)燈、報(bào)文和電壓等途徑確定。為確保倒閘操作過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員安全，運(yùn)行和熱備用之間的操作需要在監(jiān)控中心遙控負(fù)責(zé)，或者在運(yùn)維人員在監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行遙控，然后根據(jù)后臺(tái)的光字、遙信報(bào)文進(jìn)行電氣位置的檢查。

一些公司在操作票管理中規(guī)定，斷路器電氣位置檢查項(xiàng)目需要以檢查監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行指示，但是在實(shí)際操作中，由于不同人員的理解方式不同，就會(huì)將保護(hù)裝置信號(hào)都作為監(jiān)控信號(hào)，嚴(yán)重影響操作的精確性。在電網(wǎng)快速建設(shè)，而且隨著技術(shù)革新使電網(wǎng)運(yùn)行方式不斷調(diào)整的背景下，很多斷路器需要經(jīng)常在運(yùn)行、熱備用狀態(tài)下切換，而且多數(shù)變電站都采用無(wú)人值守的模式，由監(jiān)控人員進(jìn)行運(yùn)行和熱備用狀態(tài)的切換，設(shè)備電氣位置指示確認(rèn)是監(jiān)控人員通過(guò)監(jiān)控后臺(tái)光字和報(bào)文進(jìn)行判斷的。

4 對(duì)一起倒閘操作后無(wú)法遙控合閘事件的分析

某公司110kV常規(guī)變電站進(jìn)行間隔計(jì)劃停電檢修，檢修工作內(nèi)容包括線路保護(hù)定檢工作、測(cè)控校驗(yàn)和信號(hào)核對(duì)，設(shè)備運(yùn)行熱備用的過(guò)程中，于屋內(nèi)人員對(duì)監(jiān)控后臺(tái)進(jìn)行斷路器遙控開展電氣位置檢查，倒閘操作結(jié)束后在監(jiān)控后臺(tái)確認(rèn)斷路器的運(yùn)行方式已經(jīng)從運(yùn)行轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，與監(jiān)控和調(diào)度核對(duì)后確認(rèn)無(wú)誤，允許檢修人員開展工作。保護(hù)人員在斷路器傳動(dòng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，斷路器跳閘之后保護(hù)裝置和測(cè)控裝置無(wú)斷路器跳位開入，斷路器不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方合閘，但是可以在斷路器機(jī)構(gòu)位置進(jìn)行就地合閘。將控制電源斷開后重新合上或者切換機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)程控制/就地合閘切換把手，能實(shí)現(xiàn)保護(hù)合閘和測(cè)控合閘。

在現(xiàn)場(chǎng)將斷路器合上后，設(shè)備電氣位置檢查如果使用電氣監(jiān)視信號(hào)，雖然可以作為檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的判據(jù)，但是缺少設(shè)備其他信息的指示，而通過(guò)檢查電氣的監(jiān)控信號(hào)，不僅可以有效判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還可以對(duì)設(shè)備其他的相關(guān)信息也進(jìn)行判斷，可以更好地幫助工作人員了解設(shè)備。檢查測(cè)控裝置上分合閘把手位置的斷路器監(jiān)控指示燈可以判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，也能根據(jù)指示燈的情況對(duì)指示燈是否正常進(jìn)行檢查，以及判斷斷路器的控制回路是否完好，對(duì)斷路器氣室壓力、防跳回路的完整性進(jìn)行判斷，在操作項(xiàng)目沒有增加的情況下，同樣能充分了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)場(chǎng)將斷路器合上之后，通過(guò)切換把手將狀態(tài)切換為遠(yuǎn)方，發(fā)現(xiàn)防跳繼電器K4勵(lì)磁，保護(hù)裝置無(wú)跳閘指令。

通過(guò)斷路器機(jī)構(gòu)原理圖進(jìn)行判斷，斷路器在合閘位置時(shí)，測(cè)量斷路器機(jī)構(gòu)的遠(yuǎn)方合閘回路二次線位置對(duì)地電壓為-110V，但是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量后發(fā)現(xiàn)電壓為+110V。跳位監(jiān)視回路二次接線處對(duì)地電壓為+110V，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試結(jié)果為0V。經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，戶外斷路器匯控柜中跳位監(jiān)視二次回路的二次線、遠(yuǎn)方合閘回路二次回路接線到保護(hù)屏柜中出口回路二次接線的線芯是相反的，保護(hù)屏中調(diào)位監(jiān)視回路二次節(jié)點(diǎn)接到戶外斷路器匯控柜中的跳位監(jiān)視回路位置。在斷路器合位時(shí)，保護(hù)屏中裝置的二次接線帶正電，導(dǎo)致對(duì)應(yīng)戶外斷路器匯控柜中的二次接線也為正電，電壓為+110V，進(jìn)而造成了防跳繼電器K4出現(xiàn)勵(lì)磁，若在勵(lì)磁的情況下斷路器跳閘或者手動(dòng)分閘，雖然防跳繼電器回路中的輔助觸點(diǎn)能打開，但是自保持回路依然處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致防跳繼電器勵(lì)磁并不能返回，造成斷路器結(jié)構(gòu)中合閘回路斷開而且不能合閘。在跳位監(jiān)視中，防跳繼電器的常閉節(jié)點(diǎn)是打開的，在跳位監(jiān)視回路斷開的情況下，跳位繼電器不能勵(lì)磁，保護(hù)裝置的跳位指示燈處于熄滅狀態(tài)。

之前運(yùn)維人員倒閘操作可以繼續(xù)合閘，是因?yàn)楸Ｗo(hù)人員每次傳動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束之后都會(huì)將斷路器的控制電源斷開，或者調(diào)整切換把手，將控制狀態(tài)改為就地控制，保持最初的停電檢修狀態(tài)，所以此時(shí)防跳繼電器自保持勵(lì)磁回路是斷開的，防跳繼電器失電并返回。在運(yùn)維操作人員再次合上控制電源的同時(shí)，會(huì)將切換把手調(diào)整為遠(yuǎn)程控制，此時(shí)合閘回路完好，跳位監(jiān)視繼電器勵(lì)磁，監(jiān)控回路也完整，測(cè)控遙控合閘時(shí)可以通過(guò)戶外監(jiān)視回路實(shí)現(xiàn)合閘線圈的勵(lì)磁，達(dá)到合閘的目的。但如果保護(hù)人員在傳動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束之后，沒有將斷路器控制電源保持在合位狀態(tài)，機(jī)構(gòu)的切換把手還切換為遠(yuǎn)程控制，運(yùn)維人員就不能進(jìn)行測(cè)控和遙控和合閘。

運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用的操作之后，如果運(yùn)維人員進(jìn)行電氣位置檢查時(shí)通過(guò)保護(hù)、測(cè)控裝置斷路器位置指示燈進(jìn)行判斷，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷路器跳位指示燈不亮的情況，運(yùn)維人員會(huì)判斷指示燈損壞或者合閘控制回路斷線，能夠在完成倒閘操作后，及時(shí)將發(fā)現(xiàn)的問題反饋給檢修人員，能有利于檢修人員快速完成對(duì)故障的判斷，避免影響送電。保護(hù)人員在傳動(dòng)的過(guò)程中，也通過(guò)測(cè)控裝置、斷路器指示燈進(jìn)行位置檢查，同樣能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題。

5 倒閘操作檢查電氣指示位置方法優(yōu)化

5.1 常規(guī)站斷路器電氣位置檢查

常規(guī)站斷路器利用操作箱實(shí)現(xiàn)其控制，在電路設(shè)計(jì)中，側(cè)重裝置上的分合閘把手處斷路器指示燈通過(guò)操作箱接入到控制回路中，所以在測(cè)控裝置分合閘把手位置的斷路器指示燈位置檢查電氣位置指示就達(dá)到監(jiān)控的目的。由于監(jiān)控后臺(tái)光字和報(bào)文功能，測(cè)控裝置可以通過(guò)斷路器采集輔助節(jié)點(diǎn)的位置，因此智能監(jiān)視斷路器的狀態(tài)。測(cè)量裝置和監(jiān)控后臺(tái)遙測(cè)量的采集中，雖然可以作為電氣位置判斷的輔助數(shù)據(jù)，以及發(fā)揮監(jiān)測(cè)和監(jiān)視的作用，但是并不能輔助判斷設(shè)備的電氣位置。所以，常規(guī)變電站電氣設(shè)備檢查的工作中，應(yīng)該使用分合閘處指示燈的方式進(jìn)行檢查，在確定設(shè)備狀態(tài)的同時(shí)，也能保證監(jiān)控信號(hào)的正確指示。

5.2 智能站智能終端電氣位置檢查

智能變電站擁有智能終端，能對(duì)一次設(shè)備的位置、狀態(tài)告警信息進(jìn)行采集和監(jiān)視，之后通過(guò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字信號(hào)傳輸給檢測(cè)裝置和監(jiān)控后臺(tái)，之后檢測(cè)裝置和監(jiān)控后臺(tái)根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，完成對(duì)電氣位置的判斷，雖然整個(gè)流程自動(dòng)化水平較高，但依然僅僅可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視，達(dá)不到監(jiān)控的目的。在設(shè)備廠家不同的情況下，智能終端的功能也會(huì)受到一定限制，導(dǎo)致智能終端不能達(dá)到監(jiān)視控制回路的作用[5]。所以對(duì)智能斷路器的操作中，需要使用智能終端上的檢查功能進(jìn)行電氣位置的指示，以及配合控制回路指示的方式，從而有效減少操作路程，并滿足監(jiān)控信號(hào)的正確指示需求。

6 結(jié)語(yǔ)

為確保在操作過(guò)程中對(duì)設(shè)備狀態(tài)的正確判斷，以及有效感知設(shè)備的健康水平，應(yīng)該采用盡量多的方式進(jìn)行對(duì)設(shè)備的檢查工作。通過(guò)對(duì)比斷路器指示位置的監(jiān)控信號(hào)和監(jiān)視信號(hào)，使用監(jiān)控信號(hào)在保證設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)換的同時(shí)，也能提升運(yùn)維人員對(duì)狀態(tài)的感知能力、缺陷的發(fā)現(xiàn)能力，對(duì)保障電網(wǎng)運(yùn)維倒閘操作的穩(wěn)定性和安全性都發(fā)揮了重要作用。因此，應(yīng)該優(yōu)先使用監(jiān)控信號(hào)作為位置指示，提升工作質(zhì)量。