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谈谈微机电气五防闭锁装置工程设计中的若干问题

电力设计部门有—个共识:dnbs型微机防误闭锁装置品种多、可靠性高、运行维护简单、设计安装工作量小,投资适中,因而适应性强。电力规划设计总院曾发文要求在工程设计中推广选用,并委托山西省电力设计院和珠海晋电自动化设备公司共同编制了《微机防误闭锁装置参考设计》提供给各设计院、设计室使用。但在工程具体设计中还有一些问题.下面谈谈我的一些看法。
1dnbs型微机防误闭锁装置的选型
珠海晋电公司生产有dnbsⅱ—v四种型号微机防误闭锁装置(以下简称装置),还有与其它生产变电所综合自动化系统厂家相配套的dnbs一ⅵ型微机防误闭锁子系统。尽管这些装置均可使用于各种电压等级的发电厂和变电所,但存在着哪种装置zui适用哪种类型的发电厂和变电所的问题。
1.1dnbs-ⅲ装置的选用原则
新建220kv及以上电压等级的发电厂和变电所,以及110kv大型枢纽变电所,都宜选用dnbsⅲ型装置。因为该装置具有以下特点:
a、断路器在线对位功能:可防止断路拒分和非全相分闸时误操作;
b、多任务并行操作功能:这对出线回路多接线复杂,需要同时操作设备多的厂站尤为重要,可以减少操作时间和停电时间;
c、可实现必要的多种解锁操作功能:dnbs—ⅲ型装置研制时就考虑了事故跳闸时自动解锁、总解锁和就地解锁等功能,这种多重选择解锁方式对大型发电厂、变电所要求快速恢复供电是很重要的;
d、微机模拟盘具有模拟清晰、灯光显示和汉字提示等功能。在模拟盘上进行倒闸操作预演,直观性好,可靠性高,对运行人员的技术水平要求不高;
e、由于每个安装单位由控制屏至模拟盘只有一根四芯电缆,接线简单;
f、综合投资比较适中。根据不同规模变电所统计,比电磁锁方案低1/3左右。由于对户内外的隔离开关及其地刀、网门、临时地线等的闭锁采用了机械编码挂锁,所以适应性强、维护工作量小,更换方便;
g、截止到1997年底,已投运的203套ⅲ型装置的运行情况看,ⅲ型装置运行是很可靠的,极少出现难于维护的问题:
h、由于微机防误闭锁装置的主机与模拟盘都是按照发电厂变电所zui终规模统一设计的。这些厂站将来扩建,原则上微机防误闭锁装置无需做较大改动,只需将扩建部分的程序添加进主机即可。这一点对于大型厂站扩建停电难度大、要求高来说是十分重要的。
1.2dnbs-ⅱ型装置的选用原则
dnbs-ⅱ型装置,具有与发电厂、变电所电气二次部分无任何电缆连接的特点,只需将断路器和电动操作隔离开关的电气控制网路加装电编码锁,其它需闭锁的设备加装机械编码挂锁就可实现完善的防误闭琐功能。
ⅱ型装置现场安装改造工作量十分简单,与ⅲ型装置相比除不具有断路器在线对位和判别断路器拒分和非全相分闸功能外,其它功能基本相同,所以被广泛应用于老站改造和110kv及以下电压等级的厂、站。截止1997午底,ⅱ型装置共投运290套,运行情况也是十分理想的。
对于ⅱ型装置的选用由于各地区运行习惯和要求不同,选用原则也不一样。全国有些省、市、区,新建和扩建改造的工程,不论电压等级和规模都选用ⅱ型装置,当然也是可行的。但从整体上讲,ⅱ型装置由于没有断路器在线对位和多重解锁功能,它用在老站改造和新建110kv变电所比较合适。
晋电公司研制的挂墙式微机模拟盘,是ⅱ型装置中的新产品,具有与ⅱ型装置*相同的功能。其价格只有5万多元,*可以和机械程序锁妣美,是闭锁点在100点以内的小规模110kv和35kv变电所的产品,也是受用户普遍欢迎的产品。
1.3dnbs-iv型、v型装置的选用原则
ⅳ型和v型装置,是在ⅱ型和ⅲ型装置的基础上开发研制的产品。实际iv型与ⅱ型装置、v型与ⅲ型装置是*对应的微机防误闭锁装置,ⅳ型v型装置只是将ⅱ型和ⅲ型装置的微机模拟盘换成了计算机加显示器、键盘、鼠标。不仅它们的功能*相同,价格也*相同。所以原则上讲它们可以对应替代。
实际上由于在计算机上进行模拟预演操作要比在模拟盘上预演操作复杂,技术要求高,—般不宜简单替代,除非发电厂、变电所无法安装模拟盘,或者老的厂站已有比较完善的模拟盘时,才适宜采用ⅳ型和v型装置。
ⅳ型装置研制的基本出发点除了在ⅱ型装置无法安装的厂站替代ⅱ型装置外,主要考虑ⅳ型装置可支持多站多任务并行操作。也就是说—套ⅳ型装置zui多可实现对8个无人值班站的防误闭锁(目前已实现一套ⅳ型装
置管理6个无人值班站的闭锁)。所以ⅳ型装置比较适合于以基地站和集中管理无人值班的变电工区安装,但需实现iv型装置与变电所的远动装置的接口。
由于ⅳ型装置是以dnbs-iv型工控机加上微型计算机为核心设备的成套装置,具行功能强大、可靠性高的特点,目前在全国已投运多达40套。
1.4dnbs—v1型微机防误闭锁子系统的选用原则
由于变电所通过微机监控装置实现综合自动化和无人值班的工程设计项目越来越多,但生产微机监控系统的厂家大都不生产微机防误闭锁装置。为适应这一发展要求,晋电公司又开发了dnbs-v1型微机防误闭锁子系统,并开放了通信规约。这样当需监控装置与微机防误闭锁装置配合装设时,只要在监控装置中装入dnbs—ⅵ型软件或监控厂家自己开发的闭锁软件,并由晋电公司配套供应外部闭锁器件,就可实现无人值班站的防误闭锁。这在目前讲是—个捷径。
1.5监控系统与防误装置的接口
晋电公司早期生产的ⅱ型和ⅳ型装置就已考虑了和监控系统的接口,对于已装设ⅱ型和ⅳ型装置的变电所,或者新设计的变电所拟选用ⅱ型和ⅳ型装置又要实现无人值班,此时只要按晋电公司的((dnbs型微机防误闭锁装置与监控系统通讯规约》实现通讯接口就可满足要求。目前已有—些变电所完成了这项工作并投入了运行。
2关于就地电气设备的操作闭锁
在具体工程设计中有以下几个问题需要做出统一考虑。
2.1断路器的闭锁方案
选用dnbs-ⅲ型装置时,由于对断路器的闭锁是在断路器分合闸回路中串入开关闭锁控制器的接点,这只是对在中控室操作的断路器才适用。而对—个变电所既有在主控室操作的断路器又有在就地操作的断路器,如在220kv变电所中220kv,110kv断路器在主控室操作,而6—lokv断路器在就地操作。此时,只有110kv、220kv的断路器用闭锁控制器的接点闭锁为宜。而对于就地操作的6—lokv断路器,为防止拉电缆过多,其闭锁则采用电编码锁为宜。
2.2电编码锁的安装
关于开关柜和控制盘上电编码锁的安装问题,目前有两种途径解决。一是开关柜和控制盘制造厂按设计者的要求,从晋电公司购买电编码锁直接装上;二是制造厂家按设计要求,在开关柜和控制盘相应位置按选用的电编码锁规格开孔,由施工单位配合晋电公司调试人员现场安装,这就要求设计人员必须在开关柜和控制盘订货图中加以说明,避免现场再开孔。
2.3关于网门、间隔门的闭锁点确定
对于屋内外配电装置电气设备的网门、间隔门都是需要完善闭锁的,以期达到防止误入带电间隔。这些闭锁仅从电气主接线图上是无法判断的,特别是对于多层多走廊装配式配电装置更难以判断。解决这一问题从设计上有两种办法:一是由设计者编制一个闭锁点一览表(不必写明闭锁条件);二是设计者做一张主接线单线图,在图中用#号表示出网门的闭锁点。目前一些设计单位就是这样做的。当然也可在订货技术条件中明确。以免造成漏项。
2.4关于临时地线的闭锁点确定
由于各地区检修方法和习惯的不同,是否装设临时地线,在何处装,设计者需征得工程所在地运行检修部门的意见,并予以说明。可在图中用*号表示出临时地线的闭锁点。
3关于线路侧接地刀闸闭锁设计的几个问题
3.1线路验电问题
由于电气防误闭锁必须具有强制性的要求,只靠调度和值班人员,不能作为有电源线路对侧电源是否断开而合线路侧地刀的条件,这已为不少误操作原因所证实,因此必须验电。目前晋电公司有两种比较简单方法可实现这一要求,供设计选择。
3.1.1利用pt和验电器进行验电
它是利用线路上装设的电(或电磁式)电压互感器取得100v电压,配合晋电公司生产的验电器进行验电,实现验电的接线方案有三种验电器的接线如下:
图中r1、r2、dnbs-2均为验电器内的设备。而yj为接于线路侧pt(100v电压)上的低电压继电器接点。
方案一不需要在端子箱中装设低电压继电器,也不要外引交流
方案二需要在端子箱中装设低电压继电器(起隔离作用),要外引交流电源。
方案三需要在端子箱中装设低电压继电器,不要外引交流电源。
这些方案各有特色,在设计上应从如何实施方便和可靠的角度考虑。
3.1.2利用高压带电显示装置进电
当线路外侧无电压互感器时,也可根据使用部门的要求,由用户自行订购gsw型高压带电显示装置,晋电公司的电脑钥匙可与之配合进行验电。
3.2验电器装设位置问题
为了不增加任何电缆,根据验电器的三种不同接线方案,可考虑如下装设方式:
当采用接线方案一时,验电器宜装在线路电压互感器附近的支架上或端子箱内(互感器端子箱或的小箱),也可装于间隔端子箱内;当采用接线方案二时,可装在电压互感器端子箱内,yj也装于此箱内。当没有电压互感器端子箱时,可装于间隔端子箱内;当采用接线方案三时,只要将高压带电显示装置装在线路侧地刀附近的支架上即可。
3.3关于电压继电器yj的选型
yj本应选低电压型继电器,由于国产低电压型继电器的zui低整定电压都为40v,不太适用于无电监视。因此建议选用zui低整定值为15v的过电压型电压继电器,利用其返回接通的接点(动断接点),整定电压20v—25v,返回电压则为16v—20v。因此可选用dj-131l/60c或dy-21e—dy-24e/60c,长期允许电压110v产品即可。当然也可选用低电压型的电压继电器,按zui小刻度整定。此时可选用dy-26e—29e/160型和dj—122l、dj-132l/160型电压继电器。
4关于断路分闸操作后断路器拒动和分相操动机构分闸时非全相的闭锁问题
当在主控室操作的断路器利用控制开关对断路器实施分闸操作,而断务器未跳闸(拒动)或分相操作机构的断路器分闸操作后出现一相或两相未跳闸,此时如操作隔离开关则将造成带负荷拉刀闸的恶性事故。这种情况近几年在全国已发生多次,后果十分严重,为解决这一问题,晋电公司zui近研制成功反馈式电编码锁(已投入生产)。它是利用断路器接点不切换就不能进行下一步程序操作的逻辑构成(包括分相机构的三相串联位置接点)。(另行介绍)
5关于电动隔离开关的操作闭锁设计
电动隔离开关的操作闭锁实际设计上并不困难,关键问题是要明确每一组电动隔离开关在何处操作?这一点明确了其它问题就好解决了。
由于微机防误闭锁装置具有极完善的闭锁软件和强制闭锁功能,原则上设计者不需要再按以往的设计习惯,在电动操作隔离开关的操作闭锁回路中加入断路器的辅助接点和接地刀闸的辅助接点,只要在其不同地点的控制回路中加入电编码锁即可实现可靠的防止误操作的闭锁。这样设计就变得非常简单了,因为电编码锁的编码就是考虑了各种闭锁条件的综合闭锁器件。
这样考虑的原因是:几十年的经验证明,辅助接点的可靠性太差,往往造成不良后果,甚至误操作。另外,来往连接电缆太多,既不经济,又增加了不可靠性。
根据上述情况,可按以下几条原则进行设计。
a、电动操作的隔离开关的手动操作机构,采用机械编码锁闭锁操作机构箱,需要手动操作时,按照操作程序要求,由电脑钥匙将机械编码锁打开即可操作。
b、具有在主控制室和就地两处电动操作的隔离开关,分别在两处控制回路中加装同编码的电编码锁,不需要增加任何电缆。倒闸时在两处均可操作。
c、如果只有一组隔离开关在其端子箱或机构箱内进行电动操作时,可只用一把机械编码锁将端子箱或机构箱的门锁住即可。当然也可采用一只电编码锁串入其控制回路中。
d、如果有多组隔离开关在其端子箱或机构箱内进行电动操作时,只能在每—组电动隔离开关的控制回路中分别加装—只电编码锁。
6关于初步设计概算编制中的几个问题
在过去的工程设计中,一些设计单位往往把微机防误闭锁装置当成一般电气二次设备计算有关费用,造成费用不足、不准。实际上微机防误闭锁装置是一个专项技术和一个工程一样,特别是电气主接线、设备配置情况、设备编号、装置选型都不相同,都必须由专职人员在现场调试中去完成,因此不能用有关规定的调试费替代防误闭锁装置的专项调试费;还有微机防误闭锁装置不是仅仅装设完模拟盘就算安装完成了,每个闭锁点都有安装工作量。这与一般二次设备安装*不一样,所以安装费也应单独取费;当然设备运杂费可参照予规标准取费。下面是由晋电公司提供的dnbs型全系列装置的各项取费标准,可作为概算编制的参考。
6.1基本设备费
ⅱ、ⅳ型装置:6万元+闭锁点数x300元
ⅲ、v型装置:8万元+闭锁点数x400元
闭锁点数包括:断路器数量+隔离开关数量+接地刀数量+网门闭锁点数+间隔门闭锁点数+临时地线点数。
6.2调试费(包括现场编程)
ⅲ、v型装置:基本设备费x20%
ⅱ、ⅳ型装置:基本设备费x15%
6.3安装费
设备费x10%
6.4运杂费
设备费x5%
6.5其它费用
当需要操作票专家系统时,需另加2万元;当需要装设主变分接头位置显示器时另加290元。其它安全日计数器、状态检测器、验电器需要装设时也要另计费用。
对于老站改造由于要配合停电进行,历时较长,管理工作量较大,尚需列入工程管理费,—般可按基本设备费10%取费。
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