远方投退电动隔离开关电源回路的研究
方艳斌 雷亚兰 李建东
摘 要：通过阐述电动隔离开关现行的操作方法，指出其弊端，并研究从电动隔离开关控制电源和电机电源回路相应的改造方案，到现场实际验证回路更改的正确性，说明此次远方投入或退出操作电机控制和电机电源回路更改成功，为今后电动隔离开关远方投退电机电源回路的设计提供了新方式。
关键词：电动隔离开关；远方投退电源；电机控制回路；电机电源回路
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.176
0 引言
隔离开关是电力系统中必不可少的一次重要设备，它可以在需要停电或检修的设备和其他带电部分之间，形成保障人身和设备的安全距离且有明显可见的断开点，这个断开点主要是由人工或电机驱动隔离开关操作机构来实现的。而电动操作隔离开关可选就地、远方、手动的操作，远方分、合操作在电机电源投入后，在监控后台就能操作隔离开关“分”、“合”，不但方便且具有较高的安全性。这为紧急事故状态下设备状态转换和正常倒闸操作节省了时间，同时也消除了运行人员力量不够而难以将手动操作隔离开关操作到位的隐患。虽然节省了倒闸操作的时间和消除了隐患，但电动操作机构因回路异常导通发生自动分合的情况，会造成恶性事故，损坏设备及造成人员伤害。
1 概述
因隔离开关电源分、合回路误导通使隔离开关发生自动分合引发的事故事件主要发生在以隔离开关为电动操作机构的变电站，并且在电力系统还常有发生，为防止类似事故发生，云南电网系统内35kV及以上变电站《云南电网有限责任公司现场电气操作票业务指导书》中6.1.3.12条款规定了电动机构隔离开关的电机电源操作的相关要求，隔离开关处运行状态时，隔离开关的电机电源回路空气开关应在退出位置。需要变更设备状态时，在隔离开关操作前应将电机电源回路空气开关投入，隔离开关操作完成后将电机电源回路空气开关退出。远方操作隔离开关，隔离开关电机电源也应在操作前投入、操作后退出。
因此，运行人员在运行和倒闸操作时都是按此标准执行，而造成了倒闸操作流程存在一些弊端。同时，随着调控一体化运行模式的推广，变电站按无人值班设计，设备的操作逐渐由变电站转移到远方的监控中心。目前的调控一体化模式下，仅能实现调控中心对断路器的远方操作，隔离开关还不能实现远方操作，原因如下：（1）需要派人去现场操作电机和控制电源。（2）需要人工在现场确认设备操作结果。调控一体化“调而不控”，难以真正实行，优势得不到体现，而且增加了运行人员的工作量和工作强度，因此，亟需解决隔离开关电机电源控制问题，使得调控一体化运行模式能真正落地。
2 现场电动隔离开关倒闸操作流程弊端
按标准在倒闸操作中执行这种投退电动隔离开关电机电源的操作能够有效地防止隔离开关误分合，但在操作流程中产生一个问题：在进行正常的倒闸操作时，要通过五防微机防误闭锁系统来完成操作，当运行人员进行远方操作电动隔离开关时，应投入隔离开关电源才能操作，在实际操作中有以下三种操作方式。
方式一：在两人操作的基础上，新增两人作为辅助操作人，一組人在主控室进行远方操作，另一组辅助操作人到现场使用五防机械解锁钥匙打开相应隔离开关机构箱门投退隔离开关电源空气开关，通过对讲机与远方操作人沟通，操作人在进行远方分合隔离开关的操作。这种操作方法弊端：在五防微机防误闭锁系统及五防锁具正常的情况下，使用五防机械解锁钥匙的操作，违反了网、省公司防误闭锁装置管理中进行解锁操作的规定，容易发生误操作。
方式二：在正常的两人操作基础上不新增辅助操作人，不使用五防机械解锁钥匙解锁，只由正常的两人操作。隔离开关需要远方操作时，操作人携带一把五防电脑钥匙，监护人监护现场使用电脑钥匙读取机构箱机械锁码并开锁，按操作票所列项目投入或退出电机电源，在返回主控室进行远方遥控操作隔离开关，操作完后回到现场检查并退出电动隔离开关电机电源。弊端在于现场操作人需在主控室与现场之间往返跑，遇到大型操作，往返跑现象严重，操作人员负担重，也使倒闸操作的时间延长，效率低。
方式三：两人就地操作，带着五防电脑钥匙到隔离开关现场就地进行操作，存在就地操作隔离开关过程中有发生瓷瓶断裂、短路等对人身安全造成威胁的意外事故。
因此，针对以上三种方式操作带来的弊端，改进电动隔离开关电机电源投退操作方式是必要的。同时依据《云南电网有限责任公司现场电气操作票业务指导书》中6.1.3.12条款规定的电动隔离开关电机电源投入和退出操作顺序，我们只要找到对电动隔离开关电机电源回路改造，符合标准要求规定的操作顺序也是可行的。因此，本文对电动隔离开关电机电源回路进行了研究，有以下电动隔离开关电机电源回路改造的构想，并提出了一种变电站隔离开关控制电源、电机电源远程控制系统。
3 电动隔离开关电机电源回路研究
3.1 电动隔离开关电机工作回路
在隔离开关控制回路、电机回路中（见图1），我们可以分析出隔离开关就地分、合闸回路无任何电气闭锁，具体分析如下：
远方合隔离开关过程：将隔离开关控制电源QF2空气开关、电机电源QF1合上，远方/就地把手（打至远方），远控合继电器动作接点闭合，其合闸过程为：QF2空气开关接点→经过12、10端子排→KM1继电器→KM2接点（常闭）→SL1合闸限位行程开关（分闸时常闭）→SL3手、电动闭锁行程开关（无闭锁时常闭）→XT端子排→GDH电动机综合保护器接点（常闭）→SB2停止按钮接点（常闭）→15、16端子排→回路导通，KM1继电器励磁带电：（1）隔离开关控制回路中KM1常开接点闭合，形成自保持回路；（2）电机回路KM1接点闭合，电机正传，隔离开关合闸。
从远方操作隔离开关合闸过程分析可知远方操作隔离开关分合闸，在回路内无电气闭锁，操作时就地通过五防钥匙打开隔离开关机构箱门锁，通过切换远方/就地把手在远方位置，合上电机电源，即可在监控后台进行远方操作。如果隔离开关切换把手置于“远方”位置，合上控制电源空气开关，断开电机电源空气开关，那隔离开关结构箱内这些切换把手、控制电源、电机电源的状态，是符合《云南电网有限责任公司现场电气操作票业务指导书》中6.1.3.12条款规定的电动隔离开关电机电源的一个操作状态的，即使有远方分合隔离开关信号，电机电源不投入，隔离开关也不会分合。要远方分合闸，就需要人工来进行电机电源的投入和退出操作，那就会来产生上述电动隔离开关倒闸操作流程三种方式的弊端。因此，从最根本的人工来进行电机电源的投退操作入手，从电机电源回路上优化投退的操作，不需要人员来就地操作。
3.2 电动隔离开关电机电源回路研究
从隔离开关控制回路、电机回路中（见图1）可以研究分析得出，电机控制回路在控制回路导通的情况下，隔离开关电机电源QF1不投入的情况下，电机不运转是不能分合隔离开关的，那我们就可以在电机控制回路中设置一个KM4接点和电机电源回路设置KM3接点 （如图2），使这两个接点闭合断开的继电器可以设置在五防回路中（如图3），在微机防误闭锁系统上进行电机控制电源和电机电源的投退操作，实现远方投退电机控制电源和电机电源的操作。
远方投入电源过程：在五防微机防误闭锁系统上操作五防离开关控制电源和电机电源合后→KA1继电器→KA1接点闭合→①KM4继电器→KM4接点闭合（电机控制回路导通）同时另一KM4接点闭合自保持， ②KM3继电器→KM3接点闭合（电机电源回路导通）。远方投入电源操作完毕，就进入到正常的远方合隔离开关流程。
远方退出电源过程：在五防微机防误闭锁系统上操作五防离开关控制电源和电机电源分后→KA2继电器→KA2接点断开→①KM4继电器→KM4接点断开（电机控制回路断开）， ②KM3继电器→KM3接点断开（电机电源回路断开）。远方退出电源操作完毕，就进入到正常的远方分隔离开关流程。
3.3 电动隔离开关电机电源回路验证
隔离开关控制回路、电机回路加装中间继电器和回路接点改造后，为了验证改造后的回路是否具备远方操作投退电机电源，进行了现场实际验证。在五防微机防误闭锁系统中设置相应远方控制电机电源遥空投退的操作内容，操作时按正常的微机防误闭锁系统远方操作步骤执行。
现场经过改进回路的接线后，验证了（1）现场操作机构箱将隔离开关远方/就地把手切换至“远方”位置，合上控制电源和电机电源空气开关，遥控分合隔离开关，不能分合。当远方操作电机控制和电机电源投入后，在遥控分合隔离开关，隔离开关能正确分合。（2）现场操作机构箱将隔离开关远方/就地把手切换至“就地”位置，合上控制电源和电机电源空气开关，遥控分合隔离开关，不能分合。就地按分合按钮后，隔离开关能正确分合，采用该设置就可以实现就地、远程两种五防控制方式，便于人员的操作控制，说明此次远方投退电动隔离开关电源回路的研究更改成功。
4 结束语
本文针对电动隔离开关在倒闸操作中的投退电机电源操作给整个操作流程带来的弊端，研究了相应的更改方案，使更改后能远方投退电动隔离开关控制电源和电机电源，提高了倒闸操作的效率；改变了原有的使用五防机械解锁钥匙解锁机构箱就地投退隔离开关电源的操作模式，避免了繁杂的五防解锁申请使用流程；也为今后电动隔离开关控制电源和电机电源回路的设计提供了新的思路。
参考文献：
[1]弋东方，钟大文.电力工程电气设计手册第一册，电气一次部分/水利电力部西北電力设计院编[M].北京：中国电力出版社，1989.
[2]Q/CSG—YNPG4SP0005-2017 云南电网有限责任公司现场电气操作票业务指导书（变电部分）[S].
[3]Q/CSG125008-2016南网.电气操作导则[S].
[4]Q/CSG110023-2012 南方电网公司变电站防止电气误操作闭锁装置技术规范[S].
[5]Q/CSG1201016-2017 南方电网500kV变电站二次接线标准[S].
