1.优化前后设备对比
1.1五防功能
五防功能包括：防止误分、合断路器；防止带负荷分、合刀闸；防止带电挂（合）地线；防止带地线合开关；防止误入带电间隔。盘电公司俄制断路器只能满足其中五防功能中的两条，存在极大安全隐患。
公司及开关厂家技术人员结合现场实际情况，对新型断路器五防功能进行扩展，加增如下防误闭锁功能：
（1）防止误分、误合断路器。断路器在工作位，开关室门打不开。
（2）防止带负荷分、合刀闸。进线开关在试验位，进线刀闸方可摇入工作位。
（3）防止带电挂（合）地线。①一次负荷电缆带电时，地刀无法进行合闸操作。②工作进线开关、备用进线开关、工作进线刀闸、备用进线刀闸均在试验位，母线室无电压，方可完成母线地刀合闸操作。
（4）防止带地线合开关。母线PT间隔接地刀闸在合闸位，进线刀闸（工作及备用）无法摇入工作位（俄制开关无此项闭锁），进线开关（工作及备用）在工作位无法完成合闸操作。
（5）防止误入带电间隔。①接地开关未合闸，电缆室的门不能打开。②电缆室柜门打开，地刀断不开。③断路器在工作位，开关室门打不开。
1.2直流完善
1.2.1原6kV段直流供电方式
由不同直流段分别送一路、二路电源至合闸操作电源柜及控制操作电源柜。再在6kV母线段间依靠直流小母线送至各开关间隔，整个6kV共用配电室有8个6kV母线段，均由2个操作电源柜进行供电。
1.2.2直流环网存在问题分析
直流环网接线方式利于电建施工，节省电缆，但仍存在很多缺点及隐患，如下：
（1）任何盘柜直流干线上电缆出现问题都会影响相邻盘柜，直流系统稳定性大大降低。
（2）直流系统图复杂、混乱，电缆布置混乱，不直观，非参与建设人员很难缕清。电建施工时设备处于全部停电状态，设备投运后6kV系统直流基本没有机会全部停电，不利于故障时缺陷的排查。
（3）盘柜间直流母线勾连，单一盘柜保护间隔检修，直流开关上口依然带电，不仅存在人员触电风险，也存在检修人员误碰设备带电部位导致运行盘柜误动事故。
（4）保护间隔存在检修死角。如果对操作电源柜进行停电，将造成其他盘柜直流失电，无可行性。
（5）电源干线带的负荷多，干线线径截面积大。盘间勾线多，接头多存在接触不良及过热隐患。
1.2.3解决方案
拆除2个操作电源屏，每个6kV段增设1面直流储能电源屏及1面直流控制电源屏，每个电源屏都有取自不同直流段的两路电源单独供电。电源屏分别为每个开关间隔单独供电，电源辐射状分布，保证直流供电的可靠性、独立性，直流电源屏应满足以下要求：
（1）采用双路直流电源供电，在屏内设总电源开关，控制电源馈线屏各支路负荷电源开关，开关储能电机电源馈线屏各支路负荷电源开关，具有两路电源手动切换功能。
（2）直流馈线屏内负荷电源开关与各配电柜电源开关选择应满足上、下级差的要求。
1.2.4解决的问题
（1）每面盘柜的储能电源及控制电源均实现单独供电，直流系统稳定性大大提高。
（2）直流系统图简单、整齐，利于缺陷排查。
（3）单一盘柜保护间隔停电检修，停电彻底，消除了仅存在人员触电风险及检修人员误碰设备带电部位导致运行盘柜误动事故等隐患。消除保护间隔存在的检修死角。
（4）储能屏及控制屏电源干线带的负荷减半，干线线径截面积小。消除盘间勾线及接头，消除接头接触不良及过热隐患。
1.3开关触头过热隐患治理方案
1.3.1开关导电回路检查方法
以往开关柜的检修主要将柜内断路器动、静触头的接触情况做为主要的试验及检查指标，至于断路器梅花触头与开关柜内静触头的接触情况只是通过以下方法进行检测：
（1）对断路器梅花触头涂抹0.1mm厚导电膏，断路器分闸状态摇入工作位后摇出，通过对导电膏的痕迹进行检查来确定触头接触情况。
（2）对断路器梅花触头底部粘1块厚度1.5~2mm的橡皮泥，断路器分闸状态摇入工作位后摇出，通过对橡皮泥的厚度进行测量进而检查梅花触头的插入深度。
（3）对断路器梅花触头部位粘贴感温贴，每次对断路器停电检修时通过对感温贴的变色情况进行检查进而判断触头的接触情况。
（4）对断路器梅花触头及弹簧进行检查。
1.3.2导电回路检查方法存在问题及隐患
由于近年来电力系统因6kV开关梅花触头烧损导致的事故频发，2018年12月国华绥中电厂因6kV电源进线开关触头过热烧损，导致机组跳闸
对动静触头的接触的检查的有效性进行进一步核实，发现以往的检查方法存在以下问题：
（1）对断路器梅花触头涂抹0.1mm厚导电膏，断路器分闸状态摇入工作位后摇出，通过对导电膏的痕迹进行检查来确定触头接触情况，其实此种方法最多只能看到梅花触指与静触头接触了，具体夹紧力多大、接触情况无法衡量。
（2）对断路器梅花触头底部粘1块厚度1.5~2mm的橡皮泥，断路器分闸状态摇入工作位后摇出，通过对橡皮泥的厚度进行测量进而检查梅花触头的插入深度：此种方法只能保证动静触头的插深。
（3）对断路器梅花触头部位粘贴感温贴，每次对断路器停电检修时通过对感温贴的变色情况进行检查进而判断触头的接触情况：此种方法虽然可以了解触头是否过热，但是只有停电检修时才能发现，不能保证隐患发现的及时性。
（4）对断路器梅花触头及弹簧进行检查：此为例行项目，也是考验检修人员水平的，因为弹簧及触指微小的变形肉眼很难及时发现。
1.3.3解决方案
（1）将原空气开关改造成真空开关，断路器本体一断口部位永远存于真空泡内，不与空气接触，大大提高了其抗氧化能力。真空开关一断口导电回路接触电阻出厂标准为18µ，2013年设备改造后运行至今，直阻从未超过此数值，彻底消除了断口部位触头过热隐患。
（2）至于开关本体梅花触头与母线侧静触头接触的二断口部位，只有对触头的运行温度进行实时监测，才可及时掌握开关触头的接触情况，进而及时发现、消除因开关触头接触不良而可能导致的各类不安全事件。
对开关柜母线侧静触头部位加装无线温度传感器，通过无线电传输无线传感器温度信息，并实时把温度信息通过通信上传到后台系统。通过连续监测高压开关柜与断路器的接触点运行温度，可确定母线排与触头的温度升高程度，并将触头三相温度上传至保护间隔柜门的智能状态显示屏幕上，方便运维人员巡视。
当发生超温时，监测仪发出报警指示，从而避免由于母线排或触头温升过高而造成烧毁等严重事故。在线测温点数可选取为开关梅花触头的3点、6点、9点、12点位置，并设定预警值及报警值，预警值与报警值输出预设值范围均为-50℃~150℃，分别用于提示及警告：当测量温度大于55℃时，预警继电器输出，发出温度异常报警至DCS画面，提示巡检人员重点关注；当测量温度大于80℃时，报警继电器输出，发出超温报警至DCS画面，提示巡检人员检修处理，从而避免由于母线排或触头温升过高而造成烧毁等严重事故。
2.结论
（1）新型开关设备防误闭锁功能更加完善，有效避免运行操作人员误操作、检修人员误入带电间隔等不安全事件的发生，避免了人身伤害，设备损坏等不安全事件的发生。
（2）直流系统作为6kV系统环网设计存在着诸多不安全隐患，现每个间隔均有自己独立的直流电源，大大提高了直流系统的可靠性。
（3）以往开关梅花触头与静触头之间的接触状况无法检查，运行状态下触头的温度状况也无法捕捉。现对触头实时四点在线测温，可以开关触头的温度进行实时掌控，存在隐患的开关可以及时停电检修处理，以免事故扩大。
作者：王明信（天津国华盘山发电有限责任公司）
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期
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