6kV封闭式干式变压器箱门实现联锁功能的研讨.docx

6 kv 封闭式干式变压器箱门实现联锁功能的研讨许长志 1 ,孙丽艳 1 ,靳聪 2( 1. 铁法能源公司 节能办公室 ,辽宁 调兵山 112700; 2. 铁法矿务局 林业总场 ,辽宁 调兵山 112700 )摘 要 :大兴矿锅炉房配电室 , 6 kv 供电油浸变压器更新为封闭式干式变压器后 ,高压侧开关为负荷开关 ,只能靠人工操作隔离刀闸操作 ,没有高压断路器及其自动断电机构 ,不能自动跳闸 ,不 能实现联锁控制断电功能 ;封闭式干式变压器的箱门 ,在制造时没有安装高压闭锁装置 ,存在的着操作人员带电进入高压侧或检修时误送电而发生人身触电事故的安全隐患。通过对其存在的安全隐患的分析 ,提出通过改造供电系统 、为封闭式干式变压器的箱门加装电磁锁 ,实现开箱门 必须先停电 、送电必须先关闭箱门的联锁控制功能 ,以消除隐患 ,确保安全供电 ,保证安全生产。 关键词 :变压器箱门 ;防误 ;联锁装置中图分类号 : td 608文献标志码 : b文章编号 : 1003 - 496x ( 2011 ) 05 - 0157 - 04大兴矿锅炉房现有 5 台锅炉 ,其中 3 台容量为20 t / h, 1 台容量为 10 t / h, 1 台容量为 6. 5 t / h。电 源由大兴矿变电所的 36# 、39# 6 kv 线路供电。原来由 2 台 s7 - 630 /6 型油浸变压器供电 ,二次额定工 作电流为 909 a ,供暖高峰时 380 v 侧负荷工作电流1 100 a , 2 台变压器分列运行 ,低压侧单母线分段 ,通过母线联络开关联络。其 6 kv 电源开关为在变 压器室内墙上安装的负荷隔离开关 ,操作方式为手动操作隔离刀闸的手把拉合负荷开关进行停送电。 其供电系统见图 1。图 1 锅炉房改造前供电系统示意图在 2009 年 10 月配电变压器更换为 sc10 -1000 /6 型封闭式环氧树脂浇注干式变压器 ,其低压 侧额定电流 1 443 a ,单台变压器工作满足供暖高峰时供电需要 。该变压器外壳是防护等级为ip20 的封闭箱式外壳 ,其高压侧绕组接线柱距离地面高度约在 1. 6分析 探讨(第 42卷第 5期 )158m ,绕组抽头接线柱距离地面高度约在 0. 7 m ,距离箱门的水平距离约为 0. 3 m; 低压侧绕组接线柱距 离地面高度约在 1. 6 m ,距离箱门的水平距离约为0. 3 m。变压器封闭箱式外壳的箱门仅是机械锁 (没有 实现机械联锁 ) , 在箱门的上横梁中间加装一个部 位语音报警电路的控制开关 ,在箱门打开时 ,开关接通报警电路 ,发出提醒警报声音。一条允许提示性的方法外 ,其余联锁关系必须在开关柜结构中完备实现。开关柜操作对每一项的联锁 要求 ,都在一定的操作程序中体现出来 ,因此不管是合闸程序还是分闸程序都要达到联锁要求。1. 2gb 3906 - - 1991335 千伏交流金属封联开 关设备 对联锁的规定为了保证可靠的运行和操作者的安全 ,金属封联开关设备应具有 “五防 ”功能。1. 2. 1 具有可移开部件的金属封闭开关设备( 1 )断路器、负荷开关或接触器 ,当处在分闸位 置时 ,可移开部件才可以抽出或插入。( 2 )只有当可移开部件处在工作位置、试验位置 、断开位置、接地位置、移开位置时 ,断路器 、负荷 开关、接触器才可以进行分、合闸操作 。( 3 )只有当接地开关 (如果有的话 )处在分闸位 置时 ,可移开部件才可进入到工作位置。( 4 )只有当可移开部件抽出到试验位置及以后时 ,接地开关才允许合闸。( 5 )可移开部件的抽出或插入 , 应按一般正常 人施加的正常操作力能够操动 ,正常的操作力由产 品技术条件规定。( 6 )在工作位置 , 辅助回路若未接通 , 断路器、负荷开关、接触器不能合闸 ,但开关不用辅助回路而 能自动分闸的情形除外 。1. 2. 2 没有可移开部件的金属封闭开关设备( 1 )只有当断路器 、负荷开关、接触器处在分闸 位置时 ,隔离开关才可以进行分 、合闸操作。但如果 在双母线系统 ,要实现不中断电流的转换 ,则上述规定可以不考虑 。( 2 )如果隔离开关本身带有接地开关 , 则要有 联锁保证它们动作的程序性 ,同时还要考虑它们在 运动过程中能否满足绝缘水平的要求 。( 3 )只有当断路器 、负荷开关、接触器两侧的隔离开关均处于合闸、分闸或接地状态 (如果有 )的情 况下 ,断路器、负荷开关 、接触器才可以进行操作。1 变电运行规程对防止误操作联锁装置的要求为确保供电系统安全运行 ,防止误操作引起人身伤害及设备损坏事故 ,必须在高压开关设备上装 设机械联锁 、电磁锁、在操作二次回路上设置电气联锁或装设微机五防系统 。高压开关设备的“联锁 ”是保证电网安全运行 、 确保设备和人身安全 、防止误操作的重要措施。防误装置的设计原则是 : 凡是有可能引起误操 作的高压设备 ,均应装设防误装置和相应的防误电 气联锁回路 。1. 1 变电运行管理对防误操作的要求1. 1. 1 误操作的类型运行人员误操作 。主要发生在误拉、误合断路 器和开关 ,误入带电间隔等过程中 ,容易造成恶性事故。微机防误就是防止这类事故的一种积极措施 ,它是在变电所专家系统基础上实现开关操作的防误 要求的 ,但它是虚拟在微机上实现的 ,只能满足运行 值班人员的操作要求 ,并不能完全解决检修人员和 其它人员的误操作问题 。检修人员误操作 。主要发生在检修、试验过程 中 ,这时运行人员并不作任何操作。由于微机防误 系统并不能包含所有变电的操作 ,特别是检修人员 的操作 ,所以在不能完全依赖微机防误系统的操作 情况下 ,电气回路联锁成了最后一道防线 。其他人员的误操作 。主要是指对正常操作无关 的人员处于操作台或机构箱附近时 ,可能发生误碰 , 从而导致误操作事故 。1. 1. 2 防止电气误操作的措施 防止电气误操作的措施可称为“联锁 ”。一般把“联锁 ”描述为 : 防止带负荷分、合隔离开关 ; 防止误分 、合断路器、负荷开关 ; 防止接地开关合 闸或带接地线时合断路器、负荷开关 ; 防止在带电 时误合接地开关或挂接地线 ; 防止误入带电间隔 。 上述“联锁 ”的 5 项内容 ,亦简称“五防 ”。“五防 ”要求中 , 除了防止误分、误合断路器这2 因开关联锁装置原因及检修解锁而引起的误操作事故案例近年来 ,由于个别单位高压开关柜联锁装置失效 、不完善以及在设备检修时解锁等原因 ,因误操作 等造成了多起停电、设备损坏及人身伤亡等事故。( 1 ) 1999 年 12 月 24 日 ,热电厂操作人员与监 护人员在倒闸操作时 ,误操作拉开带电线路的没有防误联锁装置的隔离开关 ,造成弧光短路 ,同时引起分析 探讨( 2011 - 05)159热电厂全停电。( 2 ) 2006年 8月 11日 ,大明矿斜井西风井主要 通风机风机由于全矿井停电而停运 , 司机倒主要通 风机与线路时 ,带负荷合隔离开关 ,造成弧光短路 , 将隔离开关触头烧损 ,同时使电源线路跳闸。造成 主扇停机 42 m in。( 3 ) 2006 年 11 月 10 日 ,大平矿变电所在检修 高压开关柜调整真空断路器行程后 ,未分开断路器 ,由于上下刀闸联锁 ,检查下刀闸时 ,带接地线合上刀闸 ,造成三相短路 ,使变电所全停电 4 m in。( 4 ) 2007年 1 月 2 日 ,大隆矿地面变电亭在抢 修时 ,操作人员带负荷误分隔离开关 , 造成弧光短路 ,二人受伤。动操作隔离刀闸的手把拉合负荷开关进行停送电 ,因此不能与电气设备形成电气联锁控制。( 2 )变压器的封闭箱式外壳的箱门只有机械锁 与开门声音报警装置 ,不能与电源开关实现电气联 锁控制。( 3 )存在作业人员带电进入封闭箱式外壳内或 人员检修时误送电而造成触电事故的重大安全隐患 。4 封闭式干式变压器箱门电气联锁的解决办法4. 1 改造 6 kv 电源供电系统更换变压器后 ,开关由于其供电系统的负荷隔 离开关不能实现电气联锁功能 ,因此将 6 kv 电源供电系统由原来的 2 台负荷隔离开关控制 ,改造为 7台 kyn28a - 12 型高压开关柜控制 ,运行方式为 6 kv 高压单母线分段 ,通过母线联络开关联络 ,单台 变压器带全负荷运行。改造后的供电系统图见图2。由于改造后的供电系统中 ,高压开关柜配备真3 大兴矿锅炉房配电室更换封闭式干式变压器后存在的问题由于更换封闭式变压器后 ,其 6 kv 电源供电系统没有改造 ,存在如下问题 :( 1 )控制开关为负荷隔离开关 , 操作方式为手图 2 锅炉房改造后的高压供电系统示意图空断路器 ,具备了实现电气联锁的条件 。4. 2 加装中间继电器及电磁锁实现电气联锁功能 由于在锅炉房供电电源改造后 ,虽然高压开关柜配备真空断路器具备了与变压器箱门实现电气联锁的条件 ,但实际运行中箱门没有与高压开关柜的 真空断路器实现电气联锁 ,仍然存在带电进入变压 器箱内或变压器检修时误送电的重大安全隐患 。为解决此问题 ,建议采取下述措施 :4. 2. 1 改造现有开门报警装置 实现电气联锁 将现有安装在变压器箱门上横梁上的开门语音报警装置压接开关 ,串联接入一台中间继电器 ,实现“开门立即断电 ,门开无法送电 ”电气联锁功能 :( 1 )中间继电器的常开接点串联接入为本台变 压器供电的 kyn 28a - 12 型高压断路器的分闸回分析 探讨(第 42卷第 5期 )160路中 ,在打开箱门时 ,压接开关接通语音报警回路 ,发出语音报警 ,同时中间继电器通电 ,其常开接点在 通电动作后闭合 ,接通分闸回路 ,使为本台变压器供电的 kyn 28a - 12 型高压断路器的跳闸使变压器断开电源 ,实现打开箱门时 ,断路器分闸使变压器停 电的箱门与断路器的 打开箱门 ,电源立即断电 电 气联锁功能 ,消除操作人员带电进入变压器箱式外壳的安全隐患 ;( 2 )中间继电器的常闭接点串联接入为本台变 压器供电的 kyn 28a - 12 型高压断路器的合闸回 路中 ,在打开箱门时 ,压接开关接通语音报警回路 , 发出语音报警 ,同时中间继电器通电 ,其常闭接点在通电动作后断开 ,从而断开断路器的合闸回路 ,使断 路器无法合闸 ;只有在箱门关闭后 ,压接开关分开 , 中间继电器断电后 ,其常闭接点接通合闸回路断路 器才能正常合闸送电 ,从而实现“箱门打开 ,电源无 法送电 ”的电气联锁功能 , 消除检修时误送电的安全隐患。原理示意图见图 3。图 4 在变压器箱门加装电磁锁原理示意图变电运行安全安全意识及管理水平 ,重视对高压开关设备尤其是非开关类金属封联高压设备的规范管 理 ,完善防止电气误操作的措施 ,装设防误操作装置 和相应的防误电气联锁回路 ,防止电气事故的发生。对目前在用的封闭式干式变压器及相似的箱式变电站存在的上述安全隐患 ,可参照上述方法 ,对 6 kv 电源由负荷开关控制的改造为高压开关柜控制 , 对箱门报警开关加装中间继电器并安装电磁锁 ,从 而实现箱门与电源高压开关柜的电气联锁 ,消除带 电进入变压器箱门或在变压器箱内检修时误送电的 重大安全隐患 ,保证安全供电 。参考文献 :1 申志远. 矿山供电m . 北京 :煤炭工业出版社 , 1981.2 耿 毅. 工业企业供电m . 北京 : 冶金工业出版社 ,1994.3 顾永辉 ,范延瓒. 煤矿电工手册m . 北京 : 煤炭工业 出版社 , 1997.4 李虎伟. 矿山供电技术m . 徐州 : 中国矿业大学出版图 3 语音报警回路接入中间继电器原理示意图社 , 2007. 4. 2. 2 在箱门加装电磁锁实现“带电不能打开箱门 ”的电气联锁功能。电磁锁 (或称磁力锁 )是利用电生磁的原理 ,当 电流通过硅钢片时 ,电磁锁会产生强大的吸力紧紧 的吸住吸附铁板达到锁门的效果 。在变压器外壳的箱门加装电磁锁 ,其电源取自 为本台变压器供电的高压开关柜的电压