监控系统中刀闸位置判定错误实例分析
GIS刀闸误报非全相分合闸故障原因分析及处理
GIS刀闸误报非全相分合闸故障原因分析及处理摘要：某水电站GIS在断路器操作过程中出现保护盘柜报一次隔离开关和接地刀闸跳合位置异常信号，导致断路器无法正常操作。
通过拆开故障设备，找出故障原因，并就GIS类似结构的隔离刀闸和接地刀闸操作机构分合闸不到位的解决方案，并提出了相关检测非同期方案，以确保GIS设备安全稳定运行。
关键词：水电站；GIS；刀闸；非全相某巨型水电站采用SF6气体绝缘金属封闭开关设备（简称GIS）输送电能，其采用3/2或4/3接线，包含18回发变组进线，7回出线。
其中隔离刀闸与接地刀闸都是三相共用一个电动机操动机构，该操动机构安装于A 相，AB相之间和BC相之间各设置一根传动连杆，由传动连杆将A相动作传动至B、C相中间操动机构箱以实现三相联动，传动连杆两端为金属齿轮，金属齿轮与操动机构箱上的尼龙齿轮啮合。
一、GIS刀闸故障情况电厂运行人员准备对某组进线开关做传动试验时，在操作合闸某断路器后发现无法分开该断路器，检查发现保护盘柜上报接地刀闸跳合位置异常信号。
检查一次接地刀闸分合闸指示窗显示均为合闸状态。
仔细检查发现故障原因均是断路器一侧地刀B相机构上的分合闸位置辅助接点信号断开，合闸微动开关触点虚接。
由于此时分合闸位置辅助接点信号断开，导致保护盘柜面板无法正确判断此时接地刀闸的分合闸状态，从而报出接地刀闸跳合位置异常报警信号，根据电气五防，此时无法操作断路器。
二、故障分析与改进措施GIS装置通过在均匀电场中充入SF6来提高绝缘强度。
若隔离开关、接地刀闸分闸不到位，就会影响电场的均匀性，从而大大降低耐压强度；若隔离开关合不到位，就会引起一次触头发热熔化等异常现象发生。
因此对其到位检查要求非常严格。
GIS装置隔离开关和接地刀闸的一次触头不可见、无专门的精确到位指示，虽然隔离开关、接地刀闸的操作回路中都有分合闸指示信号，但在传动机构脱销、卡涩变形等情况下，电气联锁回路就不能正确反映隔离开关、接地刀闸的到位情况。
一起110kV线路接地刀闸防误逻辑错误的分析_黄献生
（ 3） 母线段长度共计 10 m，通过查表可以得 到母线段阻抗为： 相 － 保电阻 Ｒphp = 10 × 0． 078 = 0． 78 （ mΩ ） ， 相 － 保 电 抗 Xphp = 10 × 0． 369 = 3． 69 （ mΩ） 。
中，屋顶通风机需要设置剩余电流动作保护器，否
则一旦发生单相接地故障，保护通风机的低压断路
器不会跳闸，会对人身安全及设备造成危害。
（ 编辑 杨 梁）
【鼓风机 保护 设计 安全性】
由此可见，错误的防误逻辑将使防误装置失去 防误功能，后果严重。
4 防止防误逻辑错误的预防措施
（ 1） 层层把关，确保施工方案准确无误。由运 行专责、五防专责、继电保护专责等层层把关，严 格审核五防闭锁系统安装施工方案，验证防误装置 逻辑准确无误。
3 可能出现的问题
根据 《电业安全工作规程 发电厂和变电站电 气部分》，在合上线路接地刀闸前，如果无法通过 验电的方式检验线路侧确无电压，则除了要检查线 路刀闸是否在分断位以外，还需通过线路 TV 检验 线路是否无电压。
可见，防误 装 置 厂 家 设 置 的 防 误 逻 辑 是 错 误 的。如果接地刀闸设置了上述错误的防误逻辑，将 可能导致以下情况出现。
1 事件经过
某 日，一 座 110 kV
封闭 式 组 合 电 器 （ GIS ）
变电站 110 kV 线路停电
检修时，操作人员进行防
误 模 拟 操 作。110 kV 线
路主接线图如图 1 所示。
在断开 101 断路器，拉开
GIS刀闸分合不到位事故反措研究
GIS刀闸分合不到位事故反措研究摘要：随着我国城市高压电网系统的快速发展，气体绝缘组合电器设备已经在各区域变电站建设中广泛使用。
对少见的GIS热倒母线刀闸合闸不到位的缺陷，目前还少有反制措置。
现有技术条件下，运行人员难以对密闭在GIS套管内部的隔离开关合闸状态进行有效观察和检测。
在热倒母线合上母线刀闸之后，有概率存在刀闸的辅助触点接通，五防判断刀闸位置和标识指示成功合闸，但实际上动静触头接触未接触的情况。
因此利用检测刀闸通过的电流量来反应刀闸的实际位置，是最为直接、最为可靠的方法。
关键词：GIS刀闸；分合；不到位；事故1GIS刀闸位置判断原理现状对于GIS设备刀闸的位置判断可以分为两个方面：在一次方面，因GIS设备无法直接观察到封闭电器内部刀闸的位置，刀闸的位置判断主要通过刀闸分合闸指示器、刀闸连杆及拐臂的位置来判断刀闸位置的分合。
在二次方面，一是可以通过观察开关汇控箱来判断刀闸的分合闸位置，二是可以观察监控后台中对应刀闸的位置。
但这两种方法都是刀闸分合到位后，触碰到分合闸辅助触点，接通二次回路来判断刀闸的位置，实质上都是通过辅助触点的触碰来判断。
2GIS刀闸位置判断研究方向GIS设备在电网内所占比重逐年增加，而GIS设备的全封闭设计，导致操作人员无法直接观察到设备的状态。
当操作刀闸时，只能通过辅助判据来判断刀闸的实际位置，一旦辅助判断刀闸位置不准确，如刀闸内部元件或传动卡涩的情况下，刀闸在操作中存在阻力，可能存在刀闸现场分合闸辅助触点接通，但实际刀闸位置未接通的情况。
目前，国内外对于GIS刀闸相关研究主要集中在2个方面：1）通过对现有的一次设备改造，增加更可靠的合闸与分闸指示标志；2）通过母差保护装置记录的小差来判断是否合闸成功。
针对1）方面，目前变电站现有的设备基本都无法满足要求，需要对现有的变电站一次设备进行大量改造，涉及工程量大、周期长、停电时间长等一系列问题；针对（2）方面，目前各变电站的母线保护装置对于小差的计算以及显示都没有统一的标准，甚至有些厂家的母线保护装置根本就没有显示小差值，也无法直观的指导现场操作。
刀闸位置不对应对母差保护的影响研究
206研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2018.11 (下)对于双母线运行方式的220kV 变电站，根据电网运行方式的实际需求，调度会经常要求运行人员倒闸操作，将各线路间隔在双母线上进行切换。
母线差动保护装置BP-2B 利用隔离刀闸辅助接点对母线实时的运行方式进行判别。
变电站内运行方式变化时，对于BP-2B 的大差计算没有影响，但直接影响到BP-2B 的小差计算。
如果隔离开关的实际位置与其辅助接点的状态不对应，将会导致母差保护小差计算错误，对母差保护装置的正常判断造成重大影响。
1 案例分析某220kV 变电站为双母线接线方式，有2套BP-2B 分别作为母线主一保护和主二保护。
在某次母线侧2G 刀闸检修工作完成后，在恢复送电的过程中，将母线侧2G 刀闸合上。
此时BP-2B 发出“切换继电器同时动作”、“互联”等告警信号。
母线互联状态一般是在进行倒母线操作时，某一支路的2把母线刀闸同时合上的状态。
同时发现母差保护屏的刀闸位置模拟盘上，检修间隔的2把刀闸位置指示灯同时亮灯。
用万用表在母差保护屏后测量刀闸位置开入端子的电位，2把刀闸合位开入均为正电。
即该2把刀闸开入的实际均为合位。
对于这种“互联”状态，BP-2B 的母差保护动作逻辑是：任意一条母线故障必须将2条母线的所有单元全部跳开才能切除故障。
当母线互联时，母差保护将只以大差电流作为差动元件的动作判据，不再计算小差电流，差动保护动作后，不再选择母线，直接跳开全部开关。
即在发生母线故障时，会将非故障母线上的开关误跳开。
因为刀闸位置不对应，造成母差保护BP-2B 处于“互联”状态，这种情况必须立即处理。
查看此前的操作记录，发现该间隔在停电之前挂在Ⅰ母上，而送电后挂Ⅱ母。
而在将Ⅰ母侧隔离刀闸拉开后，该刀闸的辅助接点状态仍然处于合位。
将该间隔1G 刀闸辅助接点进行更换后，刀闸的辅助接点状态得以与实际位置对应。
一起多对刀闸辅助触点位置不对应案例分析与预控
一起多对刀闸辅助触点位置不对应案例分析与预控文章介绍了一起220kV母线侧刀闸检修传动后恢复送过程中同时发生多对刀闸辅助触点不对应的复杂缺陷处理过程和原因分析，并在验收环节和操作过程提出了防范措施，杜绝因刀闸位置不对应引起二次回路异常。
标签：辅助触点；不对应；原因分析；防范措施引言在二次回路中，隔离开关的辅助接点是用来反映隔离刀闸位置状态，通常接入电压切换回路、电压并列回路、刀闸位置指示回路、刀闸控制电气闭锁回路、母差保护回路。
刀闸辅助接点切换正常与否，是关系变电站是否安全运行的一个重要环节。
1 刀闸辅助触点不对应分类刀闸辅助触头随着刀闸分合进行变位，从辅助触头动作时序图（图1）看，在刀闸分合过程中，辅助触头状态保持稳定，不会出现过渡状态。
由于设备老化或质量问题，隔离开关辅助触点并不十分可靠，有时会出现辅助触点接触不良、粘连、抖动等现象。
隔离刀闸与辅助接点位置不对应主要分为刀闸辅助接点误动作（误合/误分）、刀闸辅助接点拒动作（拒合/拒分）、辅助触点状态翻转不定三大类。
2 操作前运行方式介绍某220kV××变电站采用双母带旁路接线方式，220kV 1M检修状态（处理22011刀闸合闸不到位缺陷），母联2012开关冷备用，220kV 2M运行，220kV 旁路2030开关冷备用，220kV 3M冷备用，#1主变及三侧开关检修，其他间隔接220kV 2M运行，操作任务：#1主变及三侧开关恢复接220kV 2M运行。
系统接线方式如图2所示，（红色母线A带电，黑色母线B无电，开关/刀闸红色为合为，黑色为分位）。
操作前设备状态检查：（1）一次设备在冷备用；（2）监控后台无告警信号，22011刀闸指示为绿色；（3）#1保护屏操作箱刀闸位置指示灯正确。
3 操作过程中出现问题与分析3.1 刀闸位置监视回路影响监控后台刀闸位置指示从开关场取刀闸一对常开接点和常闭接点开入到RCS-9705测控装置，经过网络将刀闸位置反应到后台机。
gis设备刀闸分合闸不到位判定及预防措施
114研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2020.04 (上)1 GIS 设备及简介气体绝缘金属封闭组合电器 GIS (Gas-Insulated metal-enclosed Switchgear)是全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备，与传统敞开式配电装置相比，GIS 具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、操作方便、维护工作量小设备安装方便、建设周期短等优点。
2 刀闸（既隔离开关）简介隔离开关是一种主要用于连通和切断小电流电路，不具备灭弧功能的开关器件。
GIS 设备中的隔离开关因其密封在金属外壳中，无法肉眼直接看出其确切位置。
GIS 刀闸可靠分合闸对设备及电网安全运行至关重要。
据2017年广东电网GIS 隔离开关X 射线专项普查工作汇报统计，公司共对GIS 设备隔离开关拍摄照片6976张，其中，厂家提供的报告发现存在缺陷的照片1013张，隔离开关分合闸存在缺陷的有1002张，隔离开关分合闸存在缺陷占据了缺陷类型的99%。
虽所有GIS 厂家均对产品有维修周期限制，然而，因停电与施工条件限制，大部分GIS 设备不具备停电大修条件。
GIS 设备刀闸经过长时间运行磨合或外界剧烈影响，其刀闸分合闸位置可能出现变化，刀闸分合闸不到位时设备及电网将造成严重危害。
3 GIS 设备刀闸分合闸位置判断3.1 直接观测法（1）X 光拍摄检测法：X 光拍摄是目前针对GIS 设备内部情况判定最直接的方法，它可以通过拍摄及计算反应出分闸时两触头之间距离及合闸时插入深度。
相比其他判断方法，GIS 设备刀闸分合闸不到位判定及预防措施林宏达（汕头供电局，广东 汕头 515000）摘要：GIS 设备相比敞开式设备具有占地面积小、不易受环境影响、维护简单等优点，现在得到了越来越广泛的应用。
但因其元件密封，无法肉眼观察触头情况判断刀闸是否分合到位。
GIS刀闸故障原因分析及处理措施
GIS 刀闸故障原因分析及处理措施摘要: 当前，随着科技水平的不断提高，C1S设备刀闸的故障会进成设备的损坏、母线停运、刀闸合闸、无法及时进行折解等问题，严重地影响了生产的正常生产。
本文从 GIS设备的刀闸故障入手，对其故障原因进行了分析，说明了其在 GIS中的正常使用和应注意的问题,并对其进行了改进。
引言GIS刀闸故障发生后，其后续效果会更糟。
要对其进行系统的分析，确定其故障位置，对其进行测试分析，并对其进行相关的记录，以便进行必要的后续工作。
一、GIS 设备刀闸的正常运行操作（一）操作机构检查情况。
220X4刀闸的 A、B、C三相为同一气室，采用相同的操纵器进行启闭操作。
机械箱内的工作电机是以齿轮驱动，以齿轮驱动连杆，以连杆驱动曲轴，以曲轴驱动拨叉，以拨叉驱动动接触导杆。
但检验结果表明，该杠杆并未达到关闭状态，只完成了约三分之二的全行程，所以可以断定，动接触只完成了整个行程的三分之二。
通过刀闸分合闸的原理，可以看出，是由电机驱动的，它能对激励线圈中的电流进行控制，从而实现刀闸的分闸、合闸。
电机、励磁线圈和碳刷的接触电阻器 R共用220 V DC电压。
这个电机的电阻 R是由一个万用表测量的，它是10.5欧姆，其它电机是5.2欧姆。
拆卸电机，调节碳刷的压片，电阻下降至5.3欧姆。
当接触电阻太高时,电动机和励磁线圈所承担的电压较低，并且输出扭矩比原先的低。
若阻力比转矩大，电机就会堵塞，机械就不能正常运转。
在刀闸机械动作回路中，当动触点达到2/3的完全行程时，用弹性触针来增大电阻。
此时若传动电机无法克服阻力增大，若转矩不足，则会产生动接点。
不能再往前运动，也不能与静止的手指安全地接触[1]。
（二）GIS设备的控制方式总体上，GIS设备的控制方式主要有远方遥控和就地控制两种，这是对GIS设备进行控制的最有效途径。
通过对控制箱的操作，可以实现对控制开关的位置和调节。
该控制器可以转换成远程控制按键，通过监测系统进行远程控制。
监控系统中刀闸位置判定错误分析
［］ ３ 张全元． 变电运行现 场技 术 问答［ ． Ｍ］ 北京 ： 中国电 力 出
版 社 ，０ ３ ２ ０
Ｅ］ ４ 梁耀 光． 电工新技 术教 程 ［ ． 京 ： Ｍ］ 北 中国劳动和社 会保
障 出版 社 ， ０ ７ ２ ０
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ — ５ ２ １— ８０
（ 辑 编
命令十几秒后才返 回 “ 控操作 失败 ”的信 息。据此 遥
推 断 ５ ５６ 地 刀 闭锁 逻 辑 可 能设 置错 误 。 ０ ３７ 调 阅系 统 中 ５５ ６ ０ ３ ７刀 闸 此 时 的 闭 锁 逻 辑 状 态 表 （ 五 防规则 表 ） 即 ，可看 到 ５５ ６ 接 地 刀 闸 的 闭锁 逻辑 ０３７
同时 ５ ５ １ 闸 在 系 统 主 接 线 图 上 是 过 程 状 态 ， 即 分 ０３ 刀
［］ ２ 陈家斌． 电气设备 运行 维护及故 障处理 ［ ． Ｍ］ 中国水 利水
电 出版 社 ， ０ ３ ２ ０
合 闸不到位 。因此 ，可判 断出现相反结 果的原 因在监
控 系统 对 ５ ５ １ 闸 的 位 置 判 定 逻 辑 上 。 由 系 统 五 防 ０３ 刀
因是在系统设 置时没有定 义开关 、刀 闸的辅助遥信位 置（ 只以合 闸位置遥信 接点作 为判据 ） 。重 新设置后 ，
系统 问题 得 以解决 。
３结束语
这 次 出 现 的 问题 暴 露 出 监 控 系 统 验 收 存 在 的 缺
陷。监控后台验 收一般只在 配合保护及 一次设备验收 时进行 ，验收项 目仅涉及 遥信 、遥控 、遥测等信 号 ；
而监 控 系统 的逻 辑 闭 锁 验 收 也 只 在 验 证 测 控 单 元 闭 锁
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关 键 词 监控系统 刀闸位置 五防 闭锁逻辑
１ 项 目背景
２ ０ 年１ ０ ８ ０月，国投罗钾动力公司 ３ ２ Ｗ 热 × ５１ Ｖ Ｉ 电站投运 ；０９ １ 月 ， ２ ０ 年 ２ 组织了冬季检修工作 。 检修
表（ 即五 防规 则表 ）可看 到 １３ １ ， ７ １Ｄ接 地 刀 闸 的闭锁
接地刀闸” 操作时 ， 系统并没有出现逻辑验证未通过 ３ 结束语 而拒绝操作的提示窗，而是出现了正常操作窗口， 直 这次 出现的问题暴露出监控系统验收存在的缺 到发出遥控命令十几秒才返回“ 遥控操作失败” 的信 陷。监控后台验收一般只在配合保护及一次设备验收 息。据此推断 １３ ７ １Ｄ地刀逻辑可能设置错误 。 １ 时进行 ， 验收项 目 仅涉及遥信、 遥控、 遥测（ 下转 ７ ４页） 调阅 系统 中 １３ １ ７ １Ｄ刀 闸此时 的闭锁逻辑状态
７ ４
胡志祥 ： ５ × ．湿式 自磨机排料衬套与分矿器的改进 ． １ ５ ８
第２ 期
筋板上 ，因此解决 了由于材质不 同焊接性能不好所
造成 的缺 陷 。
图 ６
图３
３ 改造效果
（ 通过该改造实施后 ，磨机排料衬套得到了有 １ ）
效 的保护 ， 中空轴不再受到磨损 ， 而有效的保护 了 从 设备的完好性 ， 并减少 了不必要的停机维修及费用。
７ ２
新
疆
有
色
金
属
第２ 期
监控 系统 中刀 闸位置判定错误实例分析
苏锡 斌 邹方平
（ 投新疆罗布泊钾 盐有限责任公 司 国 哈 密 ８９０ ） ３０ ０
摘 要
系统验收方法。
分析监控系统 中设备状态判 定异常原因 ， 得出异常是 由系统设备状态判 定条 件设置不完善引起 的 ， 提出了改进意 见和监控
逻辑条件已经全部满足 ， １３ 而“７ １Ｄ地 刀允许操作” １ 光字牌未亮 ， 明 １３ 说 ７ １Ｄ闭锁逻辑未通过 ； １息也显示 １３ １ ７ １Ｄ逻辑闭锁条 工作结束后 ， １０ｋ 令“ １ Ｖ升压站 １０ｋ １ Ｖ动采线从 线 件不满足 ； 同时 １３ 刀闸在系统主接线图上是过程 ７１ １ 路检修改为冷备用 ”在“ ， 拉开 １０ Ｖ动采线 １３ １ｋ ７ １Ｄ １ 状态 ， 即分闸不到位。 因此 ， 可判断出现相反结果的原 接 地 刀 闸” ， 控 系统提 示遥控 操作 失败 。 监控 后 时 监 在 因在监控系统对 １３ １ ７ １ 刀闸的位置判定逻辑上。 由系 台检查发现 １３ ７ １Ｄ允许操作光字牌未亮 ， 明该地 １ 说 统五防规则 中的一次设备位置判定逻辑表知 ，判定 刀允许操作 的逻辑尚未满足。１３ ７ １Ｄ地刀闭锁逻辑 １ １３ １ ７ １ 刀闸位置的遥信接点为 １３ 测控 １３ １ ７１ ７ １ 刀闸 包 括 １３ 、７ １ 闸在分 闸位 置 以及 地 刀 所 在 线 ７ １ １３３刀 １ 合 和 １３ 测 控 １３ 刀 闸分 ，然 而逻辑 表 中辅助 遥 ７１ ７１ １ 路无压。检查监控系统电气主接线图 ， 发现 １３ １ ７ １ 刀 信位置全都没有定义 ， 监控系统在刀闸位置判断上只 闸分闸未到位。 线路转检修操作过程 中该刀闸一切正 由刀闸的合 闸位置接点作为判定条件。 理论上刀闸的 常， 因此可以判定监控系统中刀 闸位置异常（ 一次实 位置状态只有分 、 ２ 合 种状态 ， 实际上刀 闸存在 ３ 但 际位置正确） 是在线路转检修状态后发生的。经现场 种状态， 即分、 、 合 中间状态（ 分合不到位 ） 。因此仅 由 人员检查后判断 ，７ １ 刀闸位置辅助接点接触不 良 １３ １ 刀闸的合闸或者分 闸位置接点作为刀闸的位置判定 是造成刀闸位置信号未能准确上传 的主要原 因。 条件肯定不够严谨 ， 完整的位置判定逻辑应由刀闸的
２ 异常分析
虽然刀 闸位 置接点接触不 良是造成此次操作失
合闸位置接点与分闸位置接点相互配合来实现。
监 控 系统 主接 线 图和测 控 单 元 是 以刀 闸的分 闸
且 败的根本原因， 但监控系统也存在问题。按照监控系 位置 接点 和合 闸位 置 接点 两个 条件 作 为判 据 ， １３ １ 光字牌信号是直接从测控单 统的设计原理 ， 系统应带有逻辑闭锁验证功能 ， 在进 “７ １Ｄ地刀允许操作” 因此它们能正确反映刀闸位置 。 行某项操作时， 系统首先会 自动验证在现有条件下该 元引人 ， 综上所述 ， 出现刀闸位置判定逻辑漏洞 的主要原 操作对象是否满足所需的闭锁逻辑条件 。若满足， 则 关刀闸的辅助遥信位 逻辑验证通过 ， 弹出操作窗 Ｖ； Ｉ若不满足， 系统则会拒 因是在系统设置时没有定义开、 只以合闸位置遥信接点作为判据 ） 。重新设置后 ， 绝操作并 弹出提示窗 口，显示未满足的具体逻辑项。 置（ 但实际情况是在进行 “ 拉开 １０ｋ １ Ｖ动采线 １３ １ 系统问题得以解决。 ７ １Ｄ
收 稿 ：０ １ １ － １ ２ １ － ２ ０
／
－ ●ｎ
图５
（ 接 ７ 上 ２页 ）
参 考文 献
【 陈家斌 ． １ 】 电气设备运行维护及故障处理【】 Ｍ＿ 中国水利水 【 张全文． ２ 】 变电运行现场技术 问答 【】 Ｍ． ： 北京 中国电力 出
（ 使用新加工的分矿器替换原来破损的分矿器 ２ ） 后， 不再有不合格粒度的矿石 由排料 口排 出， 有效的
提高了磨机的使用率及运转率。
４ 结 论
图４
（ 用此法处理 节约 了购买一套排 料衬套 的资 １ ）
金， 节省了停机更换 的时间近十天（ 利用每次大检修
＼
换衬板时间， 分时分片更换 ， 未多占停机时间 ） 。 （ 排除了因排料衬套磨穿而导致矿浆进人大齿 ２ ） 轮的事故隐患。 （ 修复的分矿器省去了因为堵矿造成 的停机和 ３ ） 对下道工序的影响。