配電所控制回路故障及改進技術(shù)

李 嘉，胡仲霞

0 引言

變、配電所的保護、自動控制等功能要通過開關(guān)柜來完成。所以，開關(guān)柜是變、配電所的核心設(shè)備。目前，鐵路供電系統(tǒng)主要使用10 kV及0.4 kV電壓等級的開關(guān)柜、配電柜（屏）。隴海線 10 kV配電所開關(guān)柜均采用電磁操作機構(gòu)的真空斷路器，在日常的操作、檢修和試驗中頻繁發(fā)生燒毀合閘線圈的情況。例如：2008年隴海鐵路3個配電所均出現(xiàn)該現(xiàn)象，嚴重影響設(shè)備的安全運行。

1 原因分析

經(jīng)調(diào)查分析，筆者認為導致合閘線圈頻繁發(fā)生燒毀的原因可能有以下幾點：（1）電源電壓過高。隴海鐵路10 kV配電所直流電源均采用220 V，由穩(wěn)定的整流模塊輸出，而通過日常的電壓監(jiān)測，電源電壓均在正常的范圍內(nèi)；（2）線圈絕緣老化或受潮。經(jīng)對變、配電所內(nèi)環(huán)境溫度、空氣濕度等條件的判斷，造成該情況頻繁出現(xiàn)的可能性不大；（3）輔助開關(guān)的觸頭未斷開，線圈長期通電，造成燒毀；（4）鐵心卡住，使開關(guān)不能變位，保持線圈不能及時切斷，線圈長期通電，造成燒毀。

經(jīng)研究分析，得出上述（3）、（4）中的情況是造成燒毀合閘線圈的真正原因。因為電磁操作機構(gòu)的合閘電流非常大（100 A左右，直流電源220 V），如果分、合閘回路長時間的帶電就很容易將線圈燒毀。對照斷路器分合閘控制回路的圖紙，發(fā)現(xiàn)該回路存在缺陷：合閘、分閘回路是靠斷路器的輔助接點QF1（常閉）或者合閘位置繼電器HWJ（常閉）接點來斷開合閘控制保持回路的。假如斷路器合閘失敗或者QF1（常閉）接點卡滯、合閘位置繼電器損壞等，都不能使QF1常閉接點或者HWJ常閉接點正確變位，即不能斷開合閘控制（保持）回路，將造成合閘回路的長期帶電，使線圈發(fā)熱、絕緣擊穿，最終導致線圈燒毀。

2 改進方法

2.1 改進方案

經(jīng)過深入的調(diào)查研究和充分的論證，認為應該在分合閘控制回路中串入一時間繼電器，這樣就可以從根本上解決在日常的操作、檢修和試驗中頻繁發(fā)生燒毀合閘線圈的問題。經(jīng)過6次操作試驗，研究并確定了時間繼電器的整定時間應稍大于斷路器的動作時間（但必須在線圈承受能力范圍內(nèi)），改造后的分合閘控制回路電路原理如圖1所示。

2.2 改進后的動作原理

合閘回路：將 WK打至合位，回路+KM→SJ-2→TJ-4→HWJ-2→HJ→-KM 導通；HJ受電，則HJ-2閉合，進行自保持；HJ-3閉合，啟動 SJ繼電器。HJ-1閉合下述回路：+KM→HJ-1→KLB-2→QF1→HC→–KM導通；HC受電，則HQ受電，斷路器進行合閘。正常情況下，合閘成功，QF1、HWJ正確變位，斷開合閘控制回路、合閘保持回路、合閘回路；非正常情況下，即合閘失敗或者合閘成功，而 QF1被卡滯、合閘位置繼電器損壞等，則由時間繼電器的 SJ-2接點延時斷開合閘控制回路，從而避免了合閘線圈因長時間受電而燒毀。

圖1 改進后的分合閘控制回路電路原理圖

分閘回路：將 WK打至分位，回路+KM→SJ-2→HJ-4→FWJ→TJ→-KM 導通；TJ受電，則TJ-2閉合，進行自保持；TJ-3閉合，啟動SJ繼電器。TJ-1閉合下述回路：+KM→TJ-1→KLB→QF2→TQ→–KM 導通；TQ受電，斷路器進行分閘。正常情況下，分閘成功，QF2、TWJ正確變位，斷開分閘控制回路、分閘回路；非正常情況下，分閘失敗或者分閘成功而QF2接點卡滯、分閘位置繼電器損壞，則由時間繼電器的 SJ-2接點延時斷開分閘控制回路，從而避免了分閘線圈因長時間受電而燒毀。

3 結(jié)束語

實踐證明，改進后的分合閘控制回路無論是在正常情況下還是在非正常情況下，均能及時、準確地斷開控制回路，保護了分合閘線圈，有效地減少了設(shè)備的故障，提高了設(shè)備安全運行的可靠性，從而使設(shè)備在更加安全、穩(wěn)定、可靠的方式下運行。

[1]王永康.繼電保護及自動裝置[M].北京：中國鐵道出版社，2006.

[2]翟兆艮.變配電技術(shù)[M].北京：中國鐵道出版社，2005.