徐年根，徐志遠(yuǎn)

（江蘇省泰州引江河管理處，江蘇 泰州 225321）

1 工程概況

江蘇省泰州引江河是國家南水北調(diào)東線水源工程之一，它南起長江，北接新通揚運河，全長24km，可實現(xiàn)灌溉、排澇、航運、生態(tài)、旅游等多種功能，高港樞紐是泰州引江河的控制性建筑物，它包括泵站、節(jié)制閘、調(diào)度閘、送水閘、船閘以及110kV 專用變電所。工程采用閘站結(jié)合的布置形式，泵站安裝有9 臺套立式開敞式軸流泵，葉輪直徑3.0 米，配TDL2000-40/3250 型10kV、2000kW 高壓同步電機，總裝機容量18000kW。X 型流道，雙向抽排，單機抽水能力為34 m/s，總抽水能力為300m/s，并可自流引江；樞紐除了抽排里下河地區(qū)澇水外，增加南水北調(diào)的送水量200m/s；每年向里下河以及東部沿海地區(qū)自流引江30 多億立方米，同時向通南地區(qū)開機送水，確保該地區(qū)生產(chǎn)生活用水，發(fā)揮了很大的社會效益和經(jīng)濟效益。

110kV 專用戶外變電所設(shè)有兩路電源供電，110kV和10kV。110kV 供電線路上設(shè)SFZ9-25000/110kV/10kV主變1 臺，設(shè)SC9-800/10kV/0.4kV 站變1 臺，另一10kV 供電線路上的所用變與站變型號相同。這些設(shè)施是變電所的重要組成部分。整個工程的運行都依附于變電所提供電源，變電所是高港樞紐正常運行的核心，所以變電所的安全運行及可靠性直接關(guān)系到整個工程所有設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行。

2 改造前的閉鎖系統(tǒng)

高港樞紐110kV 專用戶外變電所于1999年投入運行，該專用變電所負(fù)責(zé)整個高港樞紐的生產(chǎn)生活用電，如圖1所示，它采用雙電源回路供電方式，其中一路電源是110kV 界江933 線（主機運行必須線路），9 臺機組和樞紐站變直接掛在10kV 母排上，樞紐站變再降為400V，送到低壓配電柜.Ⅰ段母線。另一路電源由10kV濱江線經(jīng)樞紐所變降為400V（主要用于生活供電），送到低壓配電柜Ⅲ段母線。

圖1 高港樞紐供電系統(tǒng)圖

110KV 進線經(jīng)隔離刀閘9333 可以將高港樞紐110kV 專用變電所與110kV 界江933 線之間有一明顯的斷開點，有利于高港樞紐110kV 專用變電所的設(shè)備維護與檢修。（說明：隔離刀閘9333 上段屬于市調(diào)管轄，隔離刀閘9333 下段屬于高港樞紐管轄。）接地刀閘9334 是為界江933 線路檢修做安全防護措施而設(shè)置的。隔離刀閘7011 是為樞紐1#主變壓器檢修提供的一個明顯斷開點，斷路器701 可直接分合1#主變壓器。隔離刀閘7015 可以對變電所PT 進行投入與撤出，接地刀閘701514 是為9333 下端至7015 上端的線路檢修做安全防護設(shè)置的。

根據(jù)五防的要 求，9333、9334、7011、701、7015、701514 之間的防誤操作連鎖原來是通過機械掛鎖和操作票來實現(xiàn)。系統(tǒng)投運后，結(jié)合管理需要又進行了多次操作票完善和拓展，系統(tǒng)運行比較可靠、穩(wěn)定，在幾年的工程管理工作中較好地發(fā)揮了作用。但經(jīng)過多年來的運行，也逐步暴露出一些弊端，如：缺乏各獨立操作機構(gòu)之間相互連鎖的電磁電氣閉鎖。倒閘操作安全得不到保障。

3 改造原因分析

水利是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施。高港樞紐110kV 專用變電所是整個高港樞紐的控制、管理核心。自1999年建設(shè)完成后，一直使用的是機械掛鎖防誤操作，嚴(yán)格執(zhí)行操作票制度進行解鎖并操作。在歷年的工程運行中，高港樞紐變電所總體上運行情況良好，但在運行和維護中也暴露出一些設(shè)計、施工等方面存在的不足，主要表現(xiàn)如下：9333 隔離刀閘、9334 接地刀閘、7011 隔離刀閘、701 開關(guān) 、7015 隔離刀閘、701514 接地刀閘各機構(gòu)之間沒有有效防誤操作的電磁電氣閉鎖裝置。但由于當(dāng)時國內(nèi)防誤操作技術(shù)尚不成熟，建設(shè)時對高壓操作的各刀閘和開關(guān)的防誤操作采用了機械掛鎖，防誤操作的措施不全面，還使用的是單刀單掛鎖，沒有連鎖。實際上未起到防誤操作的作用。當(dāng)進行倒閘操作時，一旦操作人員責(zé)任心不強或者疏忽大意，極易產(chǎn)生誤操作，導(dǎo)致帶負(fù)荷拉合刀閘、帶接地刀合閘、帶電合接地刀等不堪設(shè)想的惡性事故，造成人身和財產(chǎn)的重大損失。因此，高港樞紐110kV 專用變電所各操作機構(gòu)之間防誤電磁電氣閉鎖系統(tǒng)的更新改造勢在必行。

4 改造方案

從以上分析可以得知，造成變電所誤操作的因素既有設(shè)備方面的客觀原因也有操作人員主觀方面的原因。防誤操作閉鎖系統(tǒng)能夠比較有效地降低變電所誤操作事故發(fā)生的概率，關(guān)鍵在于如何設(shè)計有效的變電所防誤操作方案，充分發(fā)揮防誤系統(tǒng)功能。

經(jīng)過大量的行業(yè)內(nèi)外調(diào)研，在確保實現(xiàn)目標(biāo)的前提下充分考慮節(jié)約成本和工作量、縮短工期等因素，采用電磁防誤閉鎖和電氣防誤閉鎖相結(jié)合的方式。為保證可靠性，采用逆變電源為電磁鎖和各操縱機構(gòu)供電。

電磁防誤閉鎖是將斷路器、隔離刀閘、接地刀閘等設(shè)備的輔助接點接入電磁閉鎖電源回路構(gòu)成的閉鎖。電氣防誤閉鎖是將斷路器、隔離刀閘、接地刀閘等設(shè)備的輔助接點接入電氣操作電源回路構(gòu)成的閉鎖。它們基本原理都是通過隔離刀閘、斷路器、接地刀閘的輔助接點通過串并聯(lián)的方式，以“五防”要求為前提，按照一定的邏輯要求接入需要閉鎖設(shè)備的控制回路。

5 改造過程

系統(tǒng)升級改造以倒閘操作的五防要求為原則，主要從硬件和軟件兩方面進行，并進行試運行：

5.1 硬件方面

硬件方面主要包括，根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備，合理選擇戶外電磁鎖與GW4-110/630 型隔離刀閘操作機構(gòu)（9333、9334、701514）進行配套安裝，通過實際論證，最終選定DSW4-Z AC220 型戶外電磁鎖。另外，從7011、7015 操作箱各找出輔助接點接入電氣控制回路，實現(xiàn)7011 與701、7015 與701514 的連鎖。

5.2 軟件方面

5.2.1 9333、9334、701514 采用電磁防誤閉鎖，電氣回路見圖2

圖2 電磁閉鎖系統(tǒng)接線原理圖

圖2第一回路中只有當(dāng)9334、701514、7011 隔離刀閘都處于分閘狀態(tài)時9333 隔離刀閘的電磁鎖1DY 解鎖機構(gòu)才能得電解鎖，并對9333 實施合閘操作。有效防止了“五防”中的防帶接地合閘送電和防帶負(fù)荷拉合隔離刀閘等誤操作的發(fā)生。

第二回路中只有當(dāng)隔離刀閘9333 處于分閘狀態(tài)時接地刀閘9334 的電磁鎖2DY 解鎖機構(gòu)才能得電解鎖，同時接到界江933 線路所在供電局調(diào)度操作指令（即將界江933 線路由冷備用變?yōu)闄z修），才可對9334 實施合閘操作。有效防止了“五防”中的防帶電合接地刀閘等誤操作的發(fā)生。

第三回路中只有當(dāng)隔離刀閘9333、7015 處于分閘狀態(tài)時接地刀閘701514 的電磁鎖3DY 解鎖機構(gòu)才能得電解鎖，并對701514 實施合閘操作。有效防止了“五防”中的防帶電合接地刀閘等誤操作的發(fā)生。

5.2.2 7011、7015 采用電氣防誤閉鎖，電氣回路見圖3、圖4

圖3 7011 隔離刀閘操作機構(gòu)箱電氣閉鎖接線原理圖

圖4 7015 隔離刀閘操作機構(gòu)箱電氣閉鎖接線原理圖

如圖3所示，將斷路器701 處于分閘狀態(tài)接點串入7011 的操作回路。作為7011 操作回路的閉鎖接點。即只有斷路器701 處于分閘狀態(tài)時，隔離刀閘7011 才可進行分閘操作。有效防止了“五防”中的防帶負(fù)荷拉合隔離刀閘等誤操作的發(fā)生。

如圖4所示，將接地刀閘701514 的狀態(tài)接點串入7015 的操作回路。作為7015 操作回路的閉鎖接點。即只有接地刀閘701514 處于分閘狀態(tài)時，隔離刀閘7015才可進行合閘送電操作。有效防止了“五防”中的防帶接地刀合閘送電等誤操作的發(fā)生。

5.3 系統(tǒng)的投運

系統(tǒng)投運前，保證變電所模擬屏接線圖設(shè)備狀態(tài)與現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)保持一致，然后在模擬屏進行反復(fù)模擬操作，結(jié)合模擬操作對操作票進行了重新編寫。第二步措施，管理單位聘請了具有專業(yè)水準(zhǔn)和試驗資質(zhì)的電氣試驗單位江都水利工程管理處試驗室對系統(tǒng)進行了測試，試驗合格后，系統(tǒng)投入運行。

6 改造后的效益

這套系統(tǒng)是通過實際運行不斷完善、總結(jié)出來的一種有效的現(xiàn)場防誤閉鎖技術(shù)，系統(tǒng)觀察直觀，邏輯合理、操作方便，能有效防止誤操作的發(fā)生。經(jīng)過對變電所電磁電氣閉鎖系統(tǒng)優(yōu)化改造，防誤操作系統(tǒng)在進行邏輯判斷時，不需要專門的通信系統(tǒng)進行連接，這樣就減少了中間環(huán)節(jié)，從而閉鎖系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性更強，高港樞紐變電所倒閘操作更加安全可靠。

系統(tǒng)改造后，我們結(jié)合變電所110KV 一次回路圖將變電所的主變由運行變?yōu)槔鋫溆谩⒂衫鋫溆米優(yōu)檫\行、由冷備用變?yōu)闄z修、110KV 母線受電等倒閘操作票進行了重新編寫。改造后經(jīng)過兩年半的運行，情況良好，沒有發(fā)生過一起誤操作事故。同時，加強作業(yè)人員的安全教育，倒閘操作時嚴(yán)格按操作票操作，杜絕不規(guī)范操作、違章操作和誤操作，實現(xiàn)了安全化規(guī)范化管理，從而保證了高港樞紐經(jīng)濟效率和社會效率的進一步發(fā)揮。

7 結(jié)束語

通過變電所電磁電氣閉鎖系統(tǒng)的改造，解決了以前存在的一些問題，提高了倒閘操作的安全性、可靠性，嚴(yán)格做到了倒閘操作的 “五防”要求。防誤閉鎖系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，技術(shù)指標(biāo)合理，操作方便直觀，自動化程度高，維護工作量減少，為整個高港樞紐用電設(shè)備的安全運行，提供了可靠的電力保障。這次更新改造取得了令人滿意的效果，為工程管理的“五化”要求奠定了堅實的基礎(chǔ)，為工程效益的充分發(fā)揮提供了更有力的保障。