周麗娜

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

尼爾基發(fā)電廠廠用變高壓側(cè)隔離刀閘改造

周麗娜

（嫩江尼爾基水利水電有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

文中詳細(xì)闡述尼爾基發(fā)電廠廠高變高壓側(cè)刀閘使用的情況、改造原因、隔離刀閘選型、主要結(jié)構(gòu)及工作原理，并對電動操作機(jī)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了簡述。經(jīng)過改造后的電動隔離刀閘更合理、安全、簡單，更加符合尼爾基發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行的實際情況。

高變壓；隔離刀閘；操作機(jī)構(gòu)；改造；尼爾基發(fā)電廠

1 概況

尼爾基發(fā)電廠位于黑龍江齊齊哈爾市130 km的嫩江干流中段上,共安裝4臺單機(jī)容量62.5 MW的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量250 MW，多年平均發(fā)電量6.144億kW·h。機(jī)組出口電壓為13.8 kV，發(fā)電機(jī)與主變壓器之間的接線采用2臺發(fā)電機(jī)帶一臺主變的單元擴(kuò)大性接線形式。220 kV開關(guān)站采用“二進(jìn)一出”的單母線形式，開關(guān)站內(nèi)有2臺主變，1條220 kV母線，一回出線，經(jīng)拉東變電所并入黑龍江西部電網(wǎng)，最終并入東北電網(wǎng)，并承擔(dān)系統(tǒng)一定的調(diào)峰調(diào)頻任務(wù)。

尼爾基發(fā)電廠13.8 kV電壓等級下有2種戶內(nèi)隔離刀閘,型號為CN19—20和GN22。機(jī)組出口刀閘配備CJ型電動操作機(jī)構(gòu)，廠用變高壓側(cè)隔離刀閘為純手動操作機(jī)構(gòu)。發(fā)電廠的電氣一次設(shè)備中，只有廠用變高壓側(cè)13011刀閘為純手動操作機(jī)構(gòu)，自2006年機(jī)組投入發(fā)電以來,已使用7年，在運(yùn)行操作中存在諸多問題?，F(xiàn)地純手動操作只有在刀閘檢修或正常情況下使用，常規(guī)操作應(yīng)遠(yuǎn)方操作，為防止操作過程時設(shè)備出現(xiàn)問題，對操作人員造成傷害，應(yīng)該將純手動操作改為CJ型電動操作機(jī)構(gòu)。

改造原因：1）純手動操作時存在發(fā)卡情況，延誤停電時間，影響設(shè)備檢修工作；2）倒閘操作過程中存在合閘不到位情況，容易造成刀閘虛接，燒壞觸頭；3）操作時連桿容易彎曲；4）純手動機(jī)構(gòu)與斷路器無閉鎖，容易走錯間隔，造成誤操作，危及人身和設(shè)備安全。以上操作中存在的問題，不利于電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，操作時隱患時刻存在，給設(shè)備帶來了不安全因素，供電的可靠性得不到保證，因此應(yīng)將改造為CJ型電動閉鎖操作機(jī)構(gòu)。

2 隔離刀閘的選型及主要結(jié)構(gòu)

根據(jù)尼爾基發(fā)電廠廠高變電壓等級、額定電流、動熱穩(wěn)定短路電流、安裝環(huán)境、操作方式等因素，選用GN22系列戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)代替變高壓側(cè)CN19—20手動隔離刀閘，供高壓設(shè)備在有電壓而無載負(fù)荷的情況下接通、切斷和轉(zhuǎn)換線路之用。符合GB1985—2004《交流高壓隔離開關(guān)和接地開關(guān)》要求，見表1。

表1 規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

該產(chǎn)品為三極閘刀式開關(guān)，每極主要由底架、絕緣子、接線端子、導(dǎo)電觸頭及傳動機(jī)構(gòu)組成。每極的導(dǎo)電元件由支柱絕緣子或套管絕緣子固定于底架上，觸頭結(jié)構(gòu)設(shè)計便于母線的布置與連接。底架是由2根長槽鋼和2根短槽鋼焊接而成，結(jié)構(gòu)牢固，且表面進(jìn)行熱鍍鋅處理；接線端子采用紫銅壓鑄成型，機(jī)械強(qiáng)度高；導(dǎo)電觸頭采用厚12 mm的整體鍍銀紫銅板。傳動機(jī)構(gòu)為一常規(guī)推動機(jī)構(gòu)，其主軸轉(zhuǎn)動約90°，觸刀轉(zhuǎn)動約65°。接觸壓力則由特殊設(shè)計的傳力機(jī)構(gòu)，通過有磁鎖板組成的杠桿系統(tǒng)放大后產(chǎn)生，以提高機(jī)械-電器性能。開關(guān)接觸可靠，具有一定自潔能力。

3 工作原理

該產(chǎn)品的操作機(jī)構(gòu)為CJ2-XG電動機(jī)構(gòu)/CSG手動機(jī)構(gòu)通過傳動桿、拐臂接頭等和開關(guān)主軸相連，通過拐臂、相間套等與各獨(dú)立的單極連接起來，實現(xiàn)三極同步動作。

一般的傳統(tǒng)產(chǎn)品在分合閘過程中存在既要保持觸刀接觸力大、接觸良好的要求，又要使機(jī)構(gòu)分合閘操作靈活的矛盾。而該產(chǎn)品與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品相比，為了解決接觸壓力與操作力距之間的矛盾，采用了合閘—鎖緊兩步動作原理。以合閘過程為例：即主軸傳動的前約80°角位移為合閘角，使傳動觸刀從開斷極限位置運(yùn)動到合閘極限位置，期間觸刀與接線端子接觸力較小，前80°合閘非常輕便；主軸傳動的后10°角位移為接觸角，通過緊縮機(jī)構(gòu)的滑塊帶動連桿運(yùn)動，從而使兩側(cè)頂桿推出，磁鎖板起杠桿作用，將頂桿的推力放大約5.5倍后壓緊在觸刀上，形成接觸壓力。

為了防止開關(guān)在合閘前80°的過程中沒有到達(dá)極限位置就開始進(jìn)行緊縮運(yùn)動，采用了搖桿—鎖箱構(gòu)成的定位機(jī)構(gòu)來保證兩步動作之間的轉(zhuǎn)換。只有觸刀處在合閘的極限到位以后（此時，微調(diào)節(jié)桿被擋塊推動、迫使滑塊機(jī)構(gòu)的限位銷直桿部分正好完全沒入滑塊中，將內(nèi)部擋銷頂至于空閑位置，此時滑塊可以上下運(yùn)動），再轉(zhuǎn)入鎖緊運(yùn)動，使開關(guān)準(zhǔn)確靈活地由第一步動作（合閘）轉(zhuǎn)入第二步動作（形成接觸壓力），完成整個合閘操作。

分閘操作過程與上述合閘過程相反。

4 隔離刀閘電動操作機(jī)構(gòu)

戶內(nèi)隔離刀閘電動操作，在電力系統(tǒng)已出現(xiàn)多年，也有專門的電動操作機(jī)構(gòu)。尼爾基發(fā)電廠廠高變高壓側(cè)隔離刀閘為純手動操作機(jī)構(gòu)，在運(yùn)行操作中出現(xiàn)諸多問題，應(yīng)選用CJ型系列電動操動機(jī)構(gòu)屬戶內(nèi)產(chǎn)品，供操動高壓隔離開關(guān)之用?？蛇M(jìn)行遠(yuǎn)程控制，也可現(xiàn)地用于電動操作及手動操作。手動與電動操作之間有閉鎖裝置，可以實現(xiàn)手動操作與電動操作之間及手動與隔離開關(guān)之間的電器聯(lián)鎖。該電動操作箱安裝在廠高變控制柜旁，機(jī)構(gòu)由直流單相串激電動機(jī)驅(qū)動，通過減變速裝置傳動來操作隔離開關(guān)；裝置可使刀閘現(xiàn)地操作和遠(yuǎn)方中控室操作，還可以在沒有電的情況下手動操作。電動操作機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 電動操作機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)表

電動操作電源為直流220 V，分合閘角為戶內(nèi)60°，分合閘到位后自動斷電，并設(shè)有閉鎖裝置，可防止誤操作，其接線原理見圖1。圖中SBT2為隔離開關(guān)的轉(zhuǎn)換開關(guān)，SB1為分隔離開關(guān)按鈕，SB2為和隔離開關(guān)按鈕，SB3為停止按鈕，HC為合閘接觸器，F(xiàn)C為分閘接觸器，HXK和FXK為合分行程開關(guān)，D為單相串激電機(jī)，ZZK為直流總電源開關(guān)，HL為刀閘分合位置綠、紅指示燈。SBT1與HL安裝在模擬屏上，SB1，SB2，SB3，HL，HC，F(xiàn)C，HXK和FXK都安裝在控制屏上。

CJ型隔離開關(guān)電動機(jī)操動機(jī)構(gòu)，由電動機(jī)、機(jī)械減變器傳動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成，均安裝在電動操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，整個機(jī)構(gòu)長、寬、高為460，370，460 MM，可安裝在基架上。

5 結(jié)語

圖1 接線原理示意圖

尼爾基發(fā)電廠廠用變高壓側(cè)13011隔離刀閘改造為電動操作后，在設(shè)備倒閘時操作簡單方便，不容易發(fā)生誤操作，大大提高了操作人員在倒閘操作過程中的安全性和避免了事故隱患的存在。因此，電廠對13.8kV廠用變隔離刀閘的改造是非常必要的，是不容忽視的，經(jīng)過改造后的電動隔離刀閘將會更合理、安全、簡單，更加符合尼爾基發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行的實際情況。

［1］倪元平.淺析隔離刀閘的故障處理［J］.科技與企業(yè)，2011，11.

［2］尼爾基發(fā)電廠隔離開關(guān)相關(guān)資料［R］.

［3］季一峰.水電站電氣部分［M］.北京：水利電力出版社，1985.

［4］陳秋純.隔離刀閘的改造［J］.中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（05）.

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