張?zhí)熳?張浩龍

新東北電氣集團(tuán)高壓開關(guān)有限公司

淺析快速接地開關(guān)原理及優(yōu)化方案

張?zhí)熳?張浩龍

新東北電氣集團(tuán)高壓開關(guān)有限公司

快速接地開關(guān)是新東北電氣集團(tuán)高壓開關(guān)有限公司設(shè)計(jì)開發(fā)的ZFW20-145型GIS產(chǎn)品中的重要元件之一。它的性能好壞決定電力系統(tǒng)能否安全運(yùn)行。本文主要對(duì)目前的快速接地開關(guān)的操動(dòng)原理做了簡(jiǎn)要說(shuō)明，同時(shí)優(yōu)化了原有的設(shè)計(jì)。

快速接地開關(guān)；操動(dòng)原理；優(yōu)化

快速接地開關(guān)是具有一定關(guān)合短路電流能力的一種特殊用途的接地開關(guān)。當(dāng)線路接地故障被切除后，利用快速接地開關(guān)關(guān)合，可消除由相鄰運(yùn)行線路供電形成故障線路的潛供電流，再快速開斷接地開關(guān)，確保線路自動(dòng)重合閘能成功[1]。普通的接地開關(guān)配置在斷路器兩側(cè)隔離開關(guān)旁邊，僅起到斷路器檢修時(shí)兩側(cè)接地的作用；而快速接地開關(guān)配置在出線回路的隔離開關(guān)靠線路一側(cè)。它是GIS設(shè)備停電回路的最先接地點(diǎn)。用來(lái)防止可能出現(xiàn)的帶電誤合接地造成封閉電器的損壞，同時(shí)也可利用快速接地開關(guān)來(lái)短路封閉電器內(nèi)部的電弧，防止事故擴(kuò)大。

快速接地開關(guān)是新東北集團(tuán)高壓開關(guān)有限公司設(shè)計(jì)開發(fā)的GIS[ZFW20-145（L）/T3150-40型]設(shè)備中的重要元件之一，快速接地開關(guān)與電動(dòng)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)是一個(gè)整體模塊單元。快速接地開關(guān)既能夠進(jìn)行電動(dòng)操作又可以進(jìn)行手動(dòng)操作。分閘操作的同時(shí)對(duì)合閘彈簧進(jìn)行儲(chǔ)能，在合閘時(shí)彈簧釋放，實(shí)現(xiàn)快速合閘[2]。

1.快速接地開關(guān)操動(dòng)原理及優(yōu)化方案

1.1 快速接地開關(guān)操動(dòng)原理

以下為我司快接地開關(guān)內(nèi)部原理圖（圖1），圖中所示狀態(tài)為開關(guān)均處于分閘的位置。

圖1

KFO：快接地開關(guān)分閘接觸器；KFC：快接地開關(guān)合閘接觸器；

WF1/WF2/WF3/WF4/WF5：微動(dòng)開關(guān)（由機(jī)構(gòu)上的FES閉鎖扳手控制）；

WFO/WFC：微動(dòng)開關(guān)（FES分合閘過(guò)程中最后觸碰的開關(guān)，靠此開關(guān)在機(jī)構(gòu)動(dòng)作完成后切斷回路）；Y0：電磁鐵；MF：電機(jī)；R：加熱器

分閘時(shí)，當(dāng)給入瞬時(shí)脈沖命令后，KFO得電，其對(duì)應(yīng)的常開觸點(diǎn)均閉合，這樣控制電源處形成自保持回路，使KFO一直帶電，同時(shí)MF兩端受電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)分閘到位后，機(jī)構(gòu)內(nèi)的滾珠絲杠觸碰到WFO，自保持回路斷開，分閘結(jié)束。因KFO線圈帶電時(shí)其常閉觸點(diǎn)是斷開的，所以合閘回來(lái)不通，進(jìn)而完成分合閘時(shí)的互鎖。合閘時(shí)與分閘同理，MF反轉(zhuǎn)[3]。

1.2 快接地開關(guān)存在的問(wèn)題

我司快速接地開關(guān)在機(jī)構(gòu)箱上有閉鎖扳手，共3個(gè)操作位置，分別是手力、解鎖、閉鎖。打到手力位置時(shí)，可將手力搖柄插入對(duì)應(yīng)插孔，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)分合閘。解鎖位置即正常投運(yùn)時(shí)閉鎖扳手放置的位置，此時(shí)電氣回路接通，手力搖柄插孔機(jī)械閉合，只能實(shí)現(xiàn)電氣操作。在“閉鎖”位置時(shí)，電氣回路斷開，手力搖柄插孔機(jī)械閉合，既不能電動(dòng)操作，也不能手力操作。

目前，部分工程在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)閉鎖扳手打到手動(dòng)位置既發(fā)手動(dòng)操作信號(hào)也發(fā)閉鎖信號(hào)的問(wèn)題，導(dǎo)致閉鎖信號(hào)不準(zhǔn)確。究其原因，發(fā)現(xiàn)在機(jī)構(gòu)內(nèi)，WF1和WF2一組，WF3/WF4/WF5一組，當(dāng)打到手動(dòng)操作時(shí)WF2和WF3都接通，由于結(jié)構(gòu)上限制，從機(jī)械上無(wú)法將這些微動(dòng)開關(guān)再分開，進(jìn)而出現(xiàn)信號(hào)重復(fù)。

1.3 快接地開關(guān)改進(jìn)方案

以下我司快接地開關(guān)改進(jìn)后的部分原理圖（圖2），由于控制和電機(jī)回路未作改動(dòng)，所以略去不畫。

圖2

在機(jī)械上較難實(shí)現(xiàn)，就在電氣回路上加以限制。由于微動(dòng)開關(guān)有3個(gè)觸點(diǎn)，WF2中1,4為常開；1,2為常閉，分別串入各自回路中，這樣在閉鎖扳手打到手動(dòng)操作位置時(shí)，雖然WF2和WF3的1,4點(diǎn)均接通，但是閉鎖信號(hào)回路中的WF2的1,2是斷開的，因此閉鎖信號(hào)消失。當(dāng)打到閉鎖位置時(shí)，僅WF3接通，WF2未觸碰，常閉點(diǎn)始終接通，單獨(dú)發(fā)閉鎖信號(hào)。

結(jié)語(yǔ)：

由于手動(dòng)操作和閉鎖信號(hào)屬于我司開關(guān)內(nèi)的機(jī)構(gòu)內(nèi)部信號(hào)，大多數(shù)監(jiān)控后臺(tái)不采集此信號(hào)，但是作為GIS廠家，應(yīng)該對(duì)產(chǎn)品的任何環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)，改進(jìn)后的機(jī)構(gòu)已通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，保證投運(yùn)后安全可靠，所有報(bào)警信號(hào)及時(shí)準(zhǔn)確。

[1]林莘，何柏娜，徐建源.超高壓線路上潛供電弧熄滅特性的分析．《高電壓技術(shù)》，2006,32(3).

[2]雍軍,施圍,穆廣祺.采用快速接地開關(guān)限制潛供電流[J].高壓電器,1996,(02)：28-33.

[3]Guo P Q,Wei Y,Wei Z.Design of Nonlinear Optimization PID Controller for BLDCM Based on Neuro-Fuzzy Identified Model. Proceedings of the Eighth International Conference on Electrical Machines and Systems[C]，2005.