赵泽茂1 ,2 , 李延宗3 , 马坤3
(1. 中国石油工程建设(集团) 公司, 北京100011 ; 2. 华北石油工程建设有限公司,
河北任丘062552 ; 3. 中国石油集团工程设计有限责任公司, 北京100011)
摘要: 为了防止自备发电机向供电系统反送电, 近年来, 供电部门明确要求安装自备发电机必须采取可靠的机械联锁措施。文章介绍了三种实现机械联锁的方法: (1) 在低压开关柜上安装机械程序锁; (2) 采用单刀双投隔离开关; (3) 采用具有机械联锁功能的断路器。其中, 重点介绍了J SN2 型机械程序锁的结构、工作原理、功能及安装要求。J SN2 型机械程序锁适用范围广, 可实现发电机和两路供电系统电源之间的闭锁, 但缺乏应用经验。单刀双投隔离开关闭锁可靠, 但容量较小, 不适用于大电流回路; 而具有机械联锁功能的断路器, 目前只能实现发电机和一路供电系统电源之间的闭锁。三种机械联锁方法, 只适用于在停电时不要求自备发电机自动启动的低压供电系统。 关键词: 自备发电机; 供电系统; 机械联锁; 方法
中图分类号: TM 564. 3 文献标识码:B 文章编号:1001 - 2206 (2003) 04 - 0052 - 04
0 引言
随着许多工矿企业、居民小区, 特别是宾馆、酒店等用电单位对供电可靠性要求的不断提高, 在供电系统上安装自备发电机成为一种趋势。对于自备发电机和供电系统的联锁, 有的采取电气联锁, 而更多的只是依赖于电工的正确操作。由于电气联锁的不可靠性和电工的误操作, 导致反送电现象时有发生, 造成设备损坏和人员伤亡, 严重影响供电系统的正常运行。因此, 近年来, 一些地方的供电部门明确要求安装自备发电机的用户必须采取可靠的机械联锁措施, 防止发电机向供电系统反送电。本文结合工程实践, 简单介绍几种可行的机械联锁方法。
1 在低压开关柜上安装机械程序锁, 实现机械联锁
某小区的供电系统只有1 回10kV 进线, 而该小区的用电负荷属二级用电负荷, 不能满足规范要求的双电源或双回路供电要求, 为此, 设计安装了一台700kW自备柴油发电机, 接入0. 4 kV 低压系统。低压系统设计为两台变压器的单母线分段接线方式, 低压开关柜选用GCK 型抽屉式开关柜。当地供电部门要求必须采用机械联锁方式实现自备发电机和供电系统的联锁, 防止发电机向供电系统反送电。但是, 在此之前我们没有同类工程实例, 经过现场调查和认真研究, 我们对J SN2 型高压开关设备用机械程序锁的闭锁程序等进行了改进, 实现了所要求的闭锁功能。
1. 1 J SN2 型机械程序锁介绍
J SN2 型机械程序锁是一种间接式机械程序闭锁装置, 外形如图1 所示。由锁体、锁销及钥匙等部分组
成。锁体上有钥匙孔, 孔周围有两个圆柱编码销; 钥匙上有两个圆形编码孔, 和圆柱编码销相对应, 只有钥匙上的圆形编码孔和圆柱编码销的位置相吻合时, 钥匙才可以插进锁体的钥匙孔内, 钥匙上的编码孔和钥匙牙花按一定的规律可以组成不同的编码, 使同一把钥匙打开不同的两把锁的几率为零。锁销是执行闭锁的元件, 直接控制设备的操作, 其伸缩受钥匙的控制。为了使程序锁能够运用于本项工程, 对程序锁的操作原理进行了改进, 动作原理如下: 当钥匙插入钥匙孔后, 转动控制把手, 锁销被收回, 设备可进行操作, 当设备被操作 自备发电机与供电系统实现机械联锁的几种方法
到指定位置时, 锁销可自动弹出, 锁定设备, 钥匙可以被拔下; 拔下钥匙后, 锁销被锁住, 不能被收回; 锁销未弹出时, 钥匙不能被拔下。
图1 JSN2 型机械程序锁示意
1. 2 防止反送电联锁要求
发电机接入0. 4 kV 供电系统的一次接线示意如图2 。
图2 发电机与供电系统一次联接示意
考虑到只有断路器手车处于工作位置时, 才能分、合一次主回路, 而当断路器手车处于试验位置时, 虽可以进行试验分、合闸操作, 但此时主回路是不接通的, 并且只有当断路器处于分闸位置时, 断路器手车才能从工作位置被摇回到试验位置, 所以采用机械程序锁锁定断路器手车试验位置的方法, 防止发电机向供电系统反送电。设计的联锁要求如下:
(1) 若要使断路器手车4SC 处于工作位置, 必须满足以下两个条件: 一是断路器手车2SC 处于试验位置或被抽出; 二是断路器手车1SC 或3SC 中任意一台处于试验位置或被抽出。而当断路器手车4SC 处于工作位置后, 断路器手车2SC 和对应的1SC 或3SC 就不能再摇进到工作位置。
(2) 若要使断路器手车2SC 处于工作位置, 断路器手车4SC 就必须处于试验位置或被抽出; 而当断路器手车2SC 处于工作位置后, 断路器手车4SC 就不能再摇进到工作位置。
(3) 若要使断路器手车1SC 处于工作位置, 断路器手车3SC 或4SC 中任意一台就必须处于试验位置或被抽出; 而当断路器手车1SC 处于工作位置后, 对应的断路器手车3SC 或4SC 就不能再摇进到工作位置。
以上所述的联锁关系只是变压器进线柜、分段柜、发电机进线柜断路器手车之间的联锁, 不包括断路器手车本身应具有的其它联锁, 如: 断路器在合闸位置时, 手车不能摇回到试验位置或抽出; 断路器在试验合闸位置时, 手车不能摇进到工作位置等。
1. 3 联锁功能的实现
为了实现上述 1. 2 项的联锁功能要求, 我们在断路器手车1SC、2SC、3SC、4SC 旁各安装了一把机械程序锁, 断路器手车1SC、2SC、3SC 上的机械程序锁上各有一个钥匙孔, 配一把钥匙, 并且断路器手车1SC 和3SC 上所配的锁及钥匙相同; 断路器手车4SC 上的机械程序锁有两个钥匙孔但不配钥匙, 其中一个钥匙孔的编码和断路器手车2SC 上的相同, 另一个钥匙孔和1SC 及3SC 上的相同。以上机械程序锁用以锁定相应手车的试验位置。
在正常情况下, 断路器手车1SC、2SC、3SC 处于工作位置, 相应机械程序锁上各有一把钥匙, 此时钥匙不能被拔下; 断路器手车4SC 被锁于试验位置, 不能前后摇动。断路器1Q 、2Q 合闸, 3Q 、4Q 分闸。
当供电系统断电, 需要自备发电机投入运行时的操作流程如下:
(1) 分断路器2Q , 将断路器手车2SC 摇回到试验位置, 锁S02 自动将2SC 锁定在试验位置, 取下锁S02 上的钥匙并插入锁S04 上对应的钥匙孔
中。
(2) 分断路器1Q , 将断路器手车1SC 摇回到试验位置, 锁S01 自动将1SC 锁定在试验位置, 取下锁S01 上的钥匙并插入锁S04 上对应的钥匙孔中。
(3) 合断路器3Q (断路器3Q 的手车3SC 原来已经在合闸位置, 具备合闸条件) 。
(4) 经过步骤(1) 和(2) , 锁S04 已经具备打开条件, 将锁S04 打开, 并将断路器手车4SC 摇进到工作位置(此时锁S01 和S02 上的钥匙不能被拔下) , 合断路器4Q , 发电机向低压负荷送电。
当2 # 变压器发生故障或检修, 需要自备发电机投入运行时, 操作流程如下:
(1) 分断路器2Q , 将断路器手车2SC 摇回到试验位置, 锁S02 自动将2SC 锁定在试验位置, 取下锁S02 上的钥匙并插入锁S04 上对应的钥匙孔中。
(2) 分断路器3Q , 将断路器手车3SC 摇回到试验位置, 锁S03 自动将3SC 锁定在试验位置, 取下锁S03 上的钥匙并插入锁S04 中。
(3) 将锁S04 打开, 并将断路器手车4SC 摇进到工作位置(此时锁S01 和S03 上的钥匙不能被拔下) , 合断路器4Q , 发电机向低压负荷送电。
在以上两种情况中, 当需要发电机退出运行时, 其操作流程与上述流程相反, 不再赘述。
1. 4 机械程序锁的安装由于目前常用的低压抽
出式断路器是和配套的
断路器框架一起安装在低压开关柜上的, 所以应根据断路器在低压开关柜上的安装情况, 适时调整机械程序锁的安装位置, 机械程序锁可以安装在断路器的上、左、右侧。只需将机械程序锁安装在支架上, 摇动断路器手车到试验位置, 对应机械程序锁的轴销, 在断路器侧面金属板和断路器框架上各钻一个大小合适的定位圆孔即可。在安装机械程序锁时, 应充分考虑操作的方便性, 当断路器手车在试验位置时, 开关柜前面板应能够关合。
对于采用固定式开关柜的类似低压供电系统, 同样可以通过安装机械程序锁来实现联锁功能。具体做法是:
在两回电源进线柜、发电机进线柜和分段柜上安装如 1. 3 项所述的机械程序锁, 用以锁定刀开关的操作, 闭锁要求和1. 2 项内容相似, 刀开关的闭合和断开分别相当于断路器手车的工作位置和试验位置或抽出, 具体内容不再赘述。
机械程序锁在低压固定式开关柜上的安装方法比较简单, 与在高压固定式开关柜上安装相同, 只需参照
厂家的产品使用说明, 将锁具拧在刀开关底座上的限位孔中, 调整锁销伸出尺寸至适当位置即可。应指出的是: 为便于安装, 应采用HD13 型刀开关或外形及操作方式类似的产品, 并且机械程序锁安装套筒的外管螺纹应与刀开关底座上限位孔已有的内管螺纹配套。
2 采用单刀双投隔离开关, 实现机械联锁
对于只有一回低压进线的配电系统, 可以采用单刀双投隔离开关实现防止反送电闭锁。单刀双投隔离开关的一组静触头接供电系统电源, 另一组静触头接自备发电机电源, 正常情况下, 双投隔离开关合在供电系统电源侧, 使供电系统电源与负荷侧接通, 发电机与负荷侧断开; 当供电系统电源断电后, 手动将双投隔离开关合在自备发电机侧, 使供电系统电源与负荷侧断开, 发电机与负荷侧接通, 即可实现防止发电机向供电系统反送电功能。该闭锁方法可靠程度高, 但双投隔离开关的额定容量较小, 不适用于大电流回路。
3 采用有机械联锁功能的断路器, 实现机械联锁
具有机械联锁功能的断路器, 是刚投入市场不久的一种新型断路器, 如施耐德电气公司生产的MASTERPACT 低压空气断路器、保定开关厂生产的BKW5 智能型万能式断路器和北京开关厂生产的DW914B 断路器等。其联锁原理是: 通过在两台(三台) 断路器上安装机械连杆或者钢丝缆绳, 实现相互闭锁。其优点是性能较为可靠, 其缺点是断路器价格较贵; 当采用机械连杆时, 两台(三台) 断路器必须上
下垂直安装在同一面开关柜上, 大电流时馈线困难; 当采用钢丝缆绳时, 目前只能实现两台断路器之间的联锁, 且两台断路器水平间距应在2m 以内。另外, 采用这种机械联锁方式, 低压开关柜的设计思路和常规设计有一些不同, 设备布置比较困难。
司薇
(大庆石油化工工程公司, 黑龙江大庆163711)
摘要: 对底层框架砖混房屋的地震反应特点、抗震性能进行分析, 提出提高底层框架砖混房屋抗震性能、增加允许高度和层数的几点作法。底层框架房屋具有底层层间位移突出, 扭转效应显著的地震反应特点, 且二层以上抗震性能相对较弱。建议底层框架砖混房屋的设计, 要尽量符合结构的规则和均匀性的要求, 考虑一定范围的加强区, 适当增加底层框架的设计剪力。
关键词: 底层框架砖混房屋; 抗震性能; 允许高度; 层数; 探讨
中图分类号: TU 241. 7 文献标识码:B 文章编号:1001 - 2206 (2003) 04 - 0055 - 03
0 引言
对底层框架砖混房屋在抗震性能及允许高度、层数限制等问题的研究, 是完善底层框架砖混房屋抗震设计理论的重要内容。由于底层框架砖混房屋的震害资料不多, 现阶段对底层框架砖混房屋的抗震性能及能力的认识尚不十分清晰和完备, 使底层框架砖混房屋在允许高度及层数上受到很大限制。为了解决这个问题, 本文作了如下研究和探讨。
1 底层框架砖混房屋地震反应特点
底层框架砖混房屋地震反应有两个特点: 一是底层层间位移突出, 二是扭转效应显著, 这两个特点与底层框架砖混房屋的抗震性能密切相关, 是反应其抗震性能的主要因素。
1. 1 底层层间位移突出
4 三种机械联锁方法综合比较
以上所述的三种机械联锁方法, 只适用于在停
电时不要求自备发电机自动启动的低压供电系统。
三种方法各有特点: 机械程序锁的适用范围比较
广, 可以实现发电机和两路供电系统电源之间的闭
锁, 并且可以用在抽屉式低压开关柜和固定式低压
开关柜上, 但缺乏应用经验; 单刀双投隔离开关,
设计最简单, 可靠性最高, 在工程上的应用最多,
但只能实现发电机和一路供电系统电源之间的闭
锁, 目前的额定电流最大只有1000A , 只能适用于额
定容量在500kW 的发电机组; 具有机械联锁功能
的断路器, 由于一面低压柜安装三台断路器(或者
在2m 之内排列三面低压柜) 存在困难, 所以目前
也只能实现发电机和一路供电系统电源之间的闭连锁系统
锁, 但断路器额定电流可以达到4000A , 适用于容
量可达2000kW 的发电机。
5 结束语
在工程实践中除了单刀双投隔离开关的方法经
常应用外, 其余两种方法还缺乏一定的应用经验,
在实际运用过程中可能还会遇到一些问题。如何采
取可靠的机械联锁措施, 防止自备发电机向供电系
统反送电, 是一个有待进一步研究的课题, 期望本
文能起到抛砖引玉的作用。
作者简介: 赵泽茂, 男, 长期从事石油工程电力系统及自动
化方面的施工组织和技术研究工作。曾参加国家重点项目燕
山石油化工20 万t/ a 聚丙烯工程、华北油田任东220kV
变电站北转南工程; 苏丹Muglad 油田生产设施工程、苏丹
Muglad 油田Unity 电站工程的施工组织和管理工作。收稿日期:
2003 - 02 - 27 ; 修回日期: 2003 - 05 - 23
对底层框架砖混房屋增加允许高
度及层数限制问题的探讨
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