張?zhí)熳?張浩龍
新東北電氣集團高壓開關(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
新東北電氣集團高壓開關(guān)有限公司
快速接地開關(guān)是新東北電氣集團高壓開關(guān)有限公司設(shè)計開發(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)能否安全運行。本文主要對目前的快速接地開關(guān)的操動原理做了簡要說明,同時優(yōu)化了原有的設(shè)計。
快速接地開關(guān);操動原理;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。用來防止可能出現(xiàn)的帶電誤合接地造成封閉電器的損壞,同時也可利用快速接地開關(guān)來短路封閉電器內(nèi)部的電弧,防止事故擴大。
快速接地開關(guān)是新東北集團高壓開關(guān)有限公司設(shè)計開發(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)與電動彈簧操動機構(gòu)是一個整體模塊單元。快速接地開關(guān)既能夠進行電動操作又可以進行手動操作。分閘操作的同時對合閘彈簧進行儲能,在合閘時彈簧釋放,實現(xiàn)快速合閘[2]。
1.1 快速接地開關(guān)操動原理
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:微動開關(guān)(由機構(gòu)上的FES閉鎖扳手控制);
WFO/WFC:微動開關(guān)(FES分合閘過程中最后觸碰的開關(guān),靠此開關(guān)在機構(gòu)動作完成后切斷回路);Y0:電磁鐵;MF:電機;R:加熱器
分閘時,當(dāng)給入瞬時脈沖命令后,KFO得電,其對應(yīng)的常開觸點均閉合,這樣控制電源處形成自保持回路,使KFO一直帶電,同時MF兩端受電,電機正轉(zhuǎn),當(dāng)分閘到位后,機構(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線圈帶電時其常閉觸點是斷開的,所以合閘回來不通,進而完成分合閘時的互鎖。合閘時與分閘同理,MF反轉(zhuǎn)[3]。
1.2 快接地開關(guān)存在的問題
我司快速接地開關(guān)在機構(gòu)箱上有閉鎖扳手,共3個操作位置,分別是手力、解鎖、閉鎖。打到手力位置時,可將手力搖柄插入對應(yīng)插孔,實現(xiàn)手動分合閘。解鎖位置即正常投運時閉鎖扳手放置的位置,此時電氣回路接通,手力搖柄插孔機械閉合,只能實現(xiàn)電氣操作。在“閉鎖”位置時,電氣回路斷開,手力搖柄插孔機械閉合,既不能電動操作,也不能手力操作。
目前,部分工程在現(xiàn)場調(diào)試時,出現(xiàn)閉鎖扳手打到手動位置既發(fā)手動操作信號也發(fā)閉鎖信號的問題,導(dǎo)致閉鎖信號不準確。究其原因,發(fā)現(xiàn)在機構(gòu)內(nèi),WF1和WF2一組,WF3/WF4/WF5一組,當(dāng)打到手動操作時WF2和WF3都接通,由于結(jié)構(gòu)上限制,從機械上無法將這些微動開關(guān)再分開,進而出現(xiàn)信號重復(fù)。
1.3 快接地開關(guān)改進方案
以下我司快接地開關(guān)改進后的部分原理圖(圖2),由于控制和電機回路未作改動,所以略去不畫。
圖2
在機械上較難實現(xiàn),就在電氣回路上加以限制。由于微動開關(guān)有3個觸點,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操作位置時,雖然WF2和WF3的1,4點均接通,但是閉鎖信號回路中的WF2的1,2是斷開的,因此閉鎖信號消失。當(dāng)打到閉鎖位置時,僅WF3接通,WF2未觸碰,常閉點始終接通,單獨發(fā)閉鎖信號。
由于手動操作和閉鎖信號屬于我司開關(guān)內(nèi)的機構(gòu)內(nèi)部信號,大多數(shù)監(jiān)控后臺不采集此信號,但是作為GIS廠家,應(yīng)該對產(chǎn)品的任何環(huán)節(jié)負責(zé),改進后的機構(gòu)已通過實驗驗證,保證投運后安全可靠,所有報警信號及時準確。
[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.