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(duì)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)述。經(jīng)過(guò)改造后的電動(dòng)隔離刀閘更合理、安全、簡(jiǎn)單，更加符合尼爾基發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行的實(shí)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(tái)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(tái)發(fā)電機(jī)帶一臺(tái)主變的單元擴(kuò)大性接線形式。220 kV開(kāi)關(guān)站采用“二進(jìn)一出”的單母線形式，開(kāi)關(guān)站內(nèi)有2臺(tái)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(jí)下有2種戶內(nèi)隔離刀閘,型號(hào)為CN19—20和GN22。機(jī)組出口刀閘配備CJ型電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)，廠用變高壓側(cè)隔離刀閘為純手動(dòng)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(dòng)操作機(jī)構(gòu)，自2006年機(jī)組投入發(fā)電以來(lái),已使用7年，在運(yùn)行操作中存在諸多問(wèn)題?，F(xiàn)地純手動(dòng)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(guò)程時(shí)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)操作人員造成傷害，應(yīng)該將純手動(dòng)操作改為CJ型電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。

改造原因：1）純手動(dòng)操作時(shí)存在發(fā)卡情況，延誤停電時(shí)間，影響設(shè)備檢修工作；2）倒閘操作過(guò)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(shí)連桿容易彎曲；4）純手動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器無(wú)閉鎖，容易走錯(cuò)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(wèn)題，不利于電廠的安全穩(wěn)定運(yùn)行，操作時(shí)隱患時(shí)刻存在，給設(shè)備帶來(lái)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(dòng)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(jí)、額定電流、動(dòng)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(kāi)關(guān)代替變高壓側(cè)CN19—20手動(dòng)隔離刀閘，供高壓設(shè)備在有電壓而無(wú)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(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)》要求，見(jiàn)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(kāi)關(guān)，每極主要由底架、絕緣子、接線端子、導(dǎo)電觸頭及傳動(dòng)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(jì)便于母線的布置與連接。底架是由2根長(zhǎng)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(dòng)機(jī)構(gòu)為一常規(guī)推動(dòng)機(jī)構(gòu)，其主軸轉(zhuǎn)動(dòng)約90°，觸刀轉(zhuǎn)動(dòng)約65°。接觸壓力則由特殊設(shè)計(jì)的傳力機(jī)構(gòu)，通過(guò)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(kāi)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(dòng)機(jī)構(gòu)/CSG手動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)傳動(dòng)桿、拐臂接頭等和開(kāi)關(guān)主軸相連，通過(guò)拐臂、相間套等與各獨(dú)立的單極連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)三極同步動(dòng)作。

一般的傳統(tǒng)產(chǎn)品在分合閘過(guò)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(dòng)作原理。以合閘過(guò)程為例：即主軸傳動(dòng)的前約80°角位移為合閘角，使傳動(dòng)觸刀從開(kāi)斷極限位置運(yùn)動(dòng)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(dòng)的后10°角位移為接觸角，通過(guò)緊縮機(jī)構(gòu)的滑塊帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，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(kāi)關(guān)在合閘前80°的過(guò)程中沒(méi)有到達(dá)極限位置就開(kāi)始進(jìn)行緊縮運(yùn)動(dòng)，采用了搖桿—鎖箱構(gòu)成的定位機(jī)構(gòu)來(lái)保證兩步動(dòng)作之間的轉(zhuǎn)換。只有觸刀處在合閘的極限到位以后（此時(shí)，微調(diào)節(jié)桿被擋塊推動(dòng)、迫使滑塊機(jī)構(gòu)的限位銷直桿部分正好完全沒(méi)入滑塊中，將內(nèi)部擋銷頂至于空閑位置，此時(shí)滑塊可以上下運(yùn)動(dòng)），再轉(zhuǎn)入鎖緊運(yùn)動(dòng)，使開(kāi)關(guān)準(zhǔn)確靈活地由第一步動(dòng)作（合閘）轉(zhuǎn)入第二步動(dòng)作（形成接觸壓力），完成整個(gè)合閘操作。

分閘操作過(guò)程與上述合閘過(guò)程相反。

4 隔離刀閘電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)

戶內(nèi)隔離刀閘電動(dòng)操作，在電力系統(tǒng)已出現(xiàn)多年，也有專門的電動(dòng)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(dòng)操作機(jī)構(gòu)，在運(yùn)行操作中出現(xiàn)諸多問(wèn)題，應(yīng)選用CJ型系列電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)屬戶內(nèi)產(chǎn)品，供操動(dòng)高壓隔離開(kāi)關(guān)之用?？蛇M(jìn)行遠(yuǎn)程控制，也可現(xiàn)地用于電動(dòng)操作及手動(dòng)操作。手動(dòng)與電動(dòng)操作之間有閉鎖裝置，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作與電動(dòng)操作之間及手動(dòng)與隔離開(kāi)關(guān)之間的電器聯(lián)鎖。該電動(dòng)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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)減變速裝置傳動(dòng)來(lái)操作隔離開(kāi)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(méi)有電的情況下手動(dòng)操作。電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)表

電動(dòng)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(dòng)斷電，并設(shè)有閉鎖裝置，可防止誤操作，其接線原理見(jiàn)圖1。圖中SBT2為隔離開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SB1為分隔離開(kāi)關(guān)按鈕，SB2為和隔離開(kāi)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(kāi)關(guān)，D為單相串激電機(jī)，ZZK為直流總電源開(kāi)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(kāi)關(guān)電動(dòng)機(jī)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械減變器傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)組成，均安裝在電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，整個(gè)機(jī)構(gòu)長(zhǎng)、寬、高為460，370，460 MM，可安裝在基架上。

5 結(jié)語(yǔ)

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(dòng)操作后，在設(shè)備倒閘時(shí)操作簡(jiǎn)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(guò)程中的安全性和避免了事故隱患的存在。因此，電廠對(duì)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(guò)改造后的電動(dòng)隔離刀閘將會(huì)更合理、安全、簡(jiǎn)單，更加符合尼爾基發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行的實(shí)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(kāi)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(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2015（05）.

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