山江川，李 強，魏彥勛

(中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

ZS1開關(guān)柜接地開關(guān)聯(lián)鎖設(shè)計缺陷的分析與處理

山江川，李 強，魏彥勛

(中核核電運行管理有限公司，浙江 海鹽 314300)

某核電廠3號電動給水泵雙回路供電斷路器的接地開關(guān)聯(lián)鎖設(shè)計不合理，可能會導(dǎo)致一路供電斷路器在另一路斷路器的接地開關(guān)合閘的情況下帶接地線合閘。對該設(shè)計缺陷進行了分析，并對開關(guān)柜自身的“五防”聯(lián)鎖功能進行了改進。這些改進措施對其他電廠的同類供電回路聯(lián)鎖具有一定借鑒意義。

ZS1開關(guān)柜；接地開關(guān)；VD4斷路器；聯(lián)鎖

1 概述

ZS1中壓開關(guān)柜和VD4中壓斷路器是ABB生產(chǎn)的成套中壓供電設(shè)備，廣泛應(yīng)用在核電廠中壓廠用電系統(tǒng)中。通常，廠用電的中壓母線電源進線開關(guān)以及“三大泵”系統(tǒng)(一回路主冷卻劑泵、二回路主給水泵以及三回路海水系統(tǒng)的循環(huán)水泵)均將ZS1中壓開關(guān)柜和VD4中壓斷路器作為供電電源。

根據(jù)核電廠廠用設(shè)備冗余設(shè)計要求，二回路的主給水泵除配置了1臺常用泵外，還配置了1臺3號電動主給水泵作為備用泵。該電動給水泵有2路供電電源，分別取自中壓母線LGA和LGB;需要啟動3號電動主給水泵時，由任意一條母線上的供電斷路器LGA6或LGB4供電，2斷路器間設(shè)有聯(lián)鎖不可同時合閘。3號電動主給水泵的供電主接線如圖1所示。

2 缺陷分析

“五防”是電力安全的重要措施，其中一條是“防止帶接地線（接地開關(guān)）合隔離開關(guān)（斷路器）”。而3號電動主給水泵2路供電斷路器及其接地開關(guān)的控制、聯(lián)鎖存在設(shè)計缺陷：其中一臺LGA6斷路器在工作位置且分閘狀態(tài)下，雖然自身的接地開關(guān)無法合閘；但此時如果另一臺LGB4供電斷路器在試驗位置，則LGB4對應(yīng)的接地開關(guān)可以合閘。此接地開關(guān)合閘后，直接導(dǎo)致LGA6斷路器在工作位置存在可以帶LGB4接地開關(guān)合閘送電的風(fēng)險。3號電動主給水泵2路供電斷路器的控制聯(lián)鎖原理如圖2所示。

圖1 3號電動主給水泵供電主接線

由圖2可知，在LGB4供電斷路器的接地開關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1回路里，串接接入LGA6斷路器的輔助觸點S5/S8/S2。各輔助觸點的功能及動作原理如下：

(1)?S5：LGA6斷路器處于分閘狀態(tài)(不管LGA6斷路器在工作位置還是試驗位置)，則其閉合；

圖2 3號電動主給水泵2路供電斷路器的控制聯(lián)鎖原理

(2)?S8：LGA6路器處于試驗位置，則其閉合；

(3)?S2：LGA6斷路器二次插件拔下(只有當(dāng)斷路器在試驗位置時才能拔下)，則其閉合。

以上3個輔助觸點并聯(lián)后，串接接入LGB4接地開關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1的控制回路中，即當(dāng)以上任意一個條件滿足要求時，LBG4供電斷路器的接地開關(guān)即可操作合閘。

假設(shè)LGA6斷路器在工作位置且為分閘狀態(tài)，其自身的接地開關(guān)必然為分閘狀態(tài)；LGB4斷路器在試驗位置且分閘，由圖2可以看出，LGB4接地開關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1通過LGA6的S5輔助觸點得電吸合，即LGB4接地開關(guān)可以合閘。LGB4接地開關(guān)合閘后，因LGA6的合閘回路中未串接LGB4接地開關(guān)的輔助觸點，僅串聯(lián)了LGB4斷路器的一副S4觸點，即只要LGB4開關(guān)為分閘狀態(tài)，LGA6就可以操作合閘。結(jié)合圖1可以看出，LGB4接地開關(guān)合閘后，導(dǎo)致LGA6斷路器有帶LGB4接地開關(guān)送電的風(fēng)險。

ZS1開關(guān)柜自身具有“五防”閉鎖功能，能防止帶接地線(接地開關(guān))合隔離開關(guān)(斷路器)，在其接地開關(guān)合閘時斷路器不能合閘。而上述3號主電動主給水泵的2路供電斷路器都可以在另外一路供電斷路器的接地開關(guān)合閘的情況下合閘，不滿足防止帶接地線(接地開關(guān))合隔離開關(guān)(斷路器)的功能要求。

同時，以上設(shè)計缺陷還導(dǎo)致了以下2個問題：

(1)?只要一臺斷路器分閘，另一臺斷路器接地開關(guān)的閉鎖電磁鐵Q8Y1就得電，致使該閉鎖電磁鐵長時間得電，經(jīng)常因發(fā)熱燒損；

(2)?以圖2為例，當(dāng)LGA6斷路器處于工作位置且分閘狀態(tài)時，如果LGB4斷路器的接地開關(guān)合閘，將導(dǎo)致LGA6斷路器的位置閉鎖電磁鐵Y0失電，LGA6斷路器將無法從工作位置搖至試驗位置。

3 聯(lián)鎖功能改進

針對3號電動主給水泵2路供電斷路器及其接地開關(guān)在控制和聯(lián)鎖上存在的缺陷，提出以下解決方案。

3.1 方案1

在現(xiàn)有斷路器及其接地開關(guān)的控制回路中，增加聯(lián)鎖。

(1)?為避免一臺供電斷路器在另一臺供電斷路器接地開關(guān)合閘的情況下，可能發(fā)生帶接地開關(guān)合閘的問題，可以在斷路器的合閘控制回路中串接接入另一臺供電斷路器接地開關(guān)的輔助觸點；當(dāng)該接地開關(guān)合閘后，當(dāng)前斷路器不可合閘。

(2)?為解決一臺供電斷路器的接地開關(guān)合閘后，另一臺供電斷路器無法從工作位置搖至試驗位置的問題，可以在斷路器位置閉鎖電磁鐵Y0控制回路的另一臺供電斷路器接地開關(guān)輔助觸點Q8S1兩端并聯(lián)一組自身斷路器的S9輔助觸點；當(dāng)斷路器在工作位置時，其Y0不受另一供電斷路器接地開關(guān)影響。

該方案仍然存在一臺斷路器在工作位置時，只要該斷路器分閘，另一臺斷路器的接地開關(guān)就可以合閘的問題。這就相當(dāng)于通過外部回路廢除了ZS1開關(guān)柜自身的“五防”功能，可見該方案不夠完善，故不予采用。

3.2 方案2

取消接地開關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1控制回路中的S5輔助觸點。

取消S5輔助觸點后，接地開關(guān)只有在自身斷路器在試驗位置，且另一斷路器也在試驗位置時才能合閘，符合ZS1開關(guān)柜自身的“五防”設(shè)計，同時避免了接地開關(guān)閉鎖電磁鐵Q8Y1長時間得電的問題。另外，因為取消S5輔助觸點后，接地開關(guān)只有在自身和另一臺斷路器都在試驗位置時才能合閘，也就不存在一臺斷路器的接地開關(guān)合閘后另一臺斷路器無法從工作位置搖至試驗位置的問題。

通過以上分析可知，方案2可解決該電廠3號電動主給水泵供電斷路器以及接地開關(guān)的聯(lián)鎖缺陷。此方案安全可靠、改進作業(yè)工作量少，能滿足現(xiàn)場運行以及“五防”要求。

4 結(jié)束語

中壓電力設(shè)備的聯(lián)鎖關(guān)系到系統(tǒng)運行的安全，聯(lián)鎖中存在的邏輯缺陷將有可能導(dǎo)致電力運行存在安全風(fēng)險，造成重大的安全事故。

通過對中壓開關(guān)控制回路輔助觸點的改進，完善了某電廠3號電動主給水泵2路供電斷路器及其接地開關(guān)的聯(lián)鎖邏輯，避免了帶接地開關(guān)送電事故的發(fā)生。

李??強(1983—)，男，工程師，主要從事核電廠中壓系統(tǒng)及開關(guān)站設(shè)備的管理及維修工作。

魏彥勛(1986—)，男，工程師，主要從事核電廠繼電保護設(shè)備管理及維修工作。

2017-03-19。

山江川(1991—)，女，助理工程師，主要從事高壓電氣設(shè)備的設(shè)備管理、檢修試驗及維護工作，email：shanjc@cnnp.com.cn。