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隔离开关操作原则及应用分析

2017/5/4 14:13:50
    1 隔离开关操作原则分析
  我国《电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)》中对于隔离开关和断路器的操作顺序方面的规定是这样的:“停电拉闸操作必须按照断路器(开关)——负荷侧隔离开关(刀闸)——母线侧隔离开关(刀闸)的顺序依次操作,送电合闸操作应按照与上述相反的顺序进行。严防带负荷拉合刀闸。”并另有一些解释性的文件对此规定作了相关的阐述,如:“以上规定的目的是一方面防止在操作中走错间隔或者在操作刀闸时实际上该回路的断路器并未断开,这样势必造成带负荷操作刀闸而发生弧光短路事故。这种情况下由该回路断路器动作将故障切除,保证事故的范围最小。另一方面,由于误操作而损坏的设备(刀闸)在进行检修时仅需该回路停电,不影响其他设备的正常运行。”
  从上文中我们可以看出,这些规范和条款的内容过于笼统和宽泛,仅仅说明了普通情况下的操作顺序和要求,并没有涉及变电运行中的特殊情况,如主变各侧回路隔离开关的操作顺序,就很难仅根据上述内容进行判断,因为规定中关于母线侧与负荷侧的说法并不具体。
  所以,实践中如果遇到特殊接线方式,因为缺乏明确的操作指导,在对其隔离开关操作时就应该视情况进行具体分析。笔者研究后发现,从中可以得出两种更加深刻的应用指导原则,即“重要设备保护”原则和“操作顺序优先”原则。
  首先,“重要设备保护”原则。条款中规定要对负荷侧隔离开关先行操作,实际上是一种保护母线的措施,因为在切断了负荷侧隔离开关的情况下,即使发生事故,也不会对母线产生影响,从而保障了供电安全。该原则中的重要设备指的是影响电网安全运行的设备,即一旦其损坏或被迫停运,就会危及系统安全。而对这些设备进行保护,实际上也是一种对系统安全运行的保护。
  其次,“操作顺序优先”原则。既然明确了要先保护重要设备,那么对于设备重要与否以及重要程度的评定就是十分必要的。所以,操作优先原则实际上就是我们根据对变电站内的电器设备的作用的不同进行了等级划分后,形成的一个优先保护次序表。是一种基于“重要设备保护”的原则确定的隔离刀闸和断路器的操作顺序。因为只有保证了系统中重要的、核心的设备能够不受误操作的影响才能保证整个系统或系统的大部分能够正常运行。
  根据对《电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)》中的相关条款的解读所得出的上述两项深层操作原则,笔者将在下文中对不同的接线方式下的操作顺序进行应用分析。
  2 隔离开关操作原则的具体应用分析
  2.1 变电站内仅有一台三绕组主变压器,仅一侧有电源
  根据上文的原则,我们首先要对线路中的各个设备的重要等级进行划分和排序。该线路中,需要确定等级的设备有:电源侧母线、主变压器以及其他两侧母线。通常情况在有母线的主接线方式中,母线是最为重要的,因为它连接着大部分的设备,并负责绝大多数设备的电能分配和输送,所以一旦母线出现故障,就会导致整个变电运行的瘫痪。处于次一级重要地位的是主变压器,因为它与母线直接相连,并是除了电源和母线之外唯一向外输送电能的设备,一旦受损也会导致严重的安全事故的发生。
  所以,通过上文的分析,我们可以得出这三种设备的重要次序为:最应受到保护的是电源侧的母线,其次是主变压器,最后是其他两侧母线。这样,在面对变电站内仅有一台三绕组主变压器,仅有一侧有电源的接线方式的情况下,我们依照“重要设备保护”原则和“操作顺序优先”原则,可以分为两种操作情况:
  2.1.1 如果对主变压器电源侧断路器两侧隔离开关进行操作,本着保护电源侧母线的原则,其操作顺序应当为:停电操作按照断路器——主变压器侧隔离开关——母线侧隔离开关依次操作,送电则相反。按照该次序进行操作,即使出现失误,也仅会导致主变跳闸停电,而不会危及电源侧母线的正常运行。
  2.1.2 如果操作变压器非电源侧断路器两侧的隔离开关,则相应的顺序为:停电操作按断路器——母线侧隔离开关——主变压器侧隔离开关依此操作,送电则相反。按照该次序进行操作,这样失误,也仅会导致非电源侧的母线断电,不会导致系统故障,大大提高了电网运行的安全性。
  2.2 当变电站有两台及以上三绕组主变压器,仅一侧有电源
  根据上文的原则,我们首先要对线路中的各个设备的重要等级进行划分和排序。该线路中,需要确定等级的设备有:主变压器电源侧母线、若干台主变压器以及其他两侧母线。同上述接线方式相同的地方在于,母线一旦出现,其重要性和受保护程度一定是最高的,所以,该种接线方式中的最重要的设备仍旧是母线。再者,就主变压器而言,该种接线方式变压器的重要程度随着数量的有所下降,因为变压器的功能虽然重要,但是在该种接线方式下一旦某台停运,其余的可以作为补充,所以每一台变压器对于系统的影响程度相对较小。
  所以,通过上文的分析,我们可以得出该线路中的设备的重要次序为:最应受到保护的是电源侧的母线,其次是非电源侧母线,最后为变压器。当然,前提是该线路中的几台变压器并列运行,否则其重要程度需要重新衡量。这样在变电站有两台及以上三绕组主变压器,仅一侧有电源的接线方式的情况下,我们依照“重要设备保护”原则和“操作顺序优先”原则,可以分为两种操作情况:
  2.2.1 如果对主变压器电源侧断路器两侧隔离开关进行操作,本着保护电源侧母线的原则,其操作次序应当为:停电操作按照断路器——主变压器侧隔离开关——母线侧隔离开关的顺序进行,送电则相反。按照该次序进行操作,即使出现失误,也仅会导致主变跳闸停电,而不会危及电源侧母线的安全运行。
  2.2.2 如果对其他两侧设备进行操作,本着保护两侧母线的原则,其操作次序应当为:停电按照断路器——主变压器侧隔离开关——母线侧隔离开关依次进行,送电则相反。按照该次序进行操作,即使出现失误,也仅会导致某一台主变停电,而不会影响各侧母线的安全运行,也就大大的提高了系统运行的安全性。
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