朱卓玲

0 引言

我縣電網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)有的35 kV等級(jí)的變電站均為無(wú)人值守綜合自動(dòng)化變電站，由于變電站內(nèi)高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)大部分仍為老式的彈簧操作機(jī)構(gòu)，經(jīng)常出現(xiàn)斷路器分閘線圈或合閘線圈燒毀的故障。由于我縣地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，城鎮(zhèn)到各變電站的路程較遠(yuǎn)，往往在故障處理人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)的線圈已經(jīng)燒得面目全非，甚至是已經(jīng)起火導(dǎo)致故障擴(kuò)大化。因而對(duì)現(xiàn)有分合閘回路進(jìn)行分析并加以改進(jìn)以避免類似事件的發(fā)生非常有必要。

1 分合閘線圈燒毀原因分析

根據(jù)綜合自動(dòng)化變電站的相關(guān)設(shè)計(jì)要求，站內(nèi)高壓斷路器分閘、合閘控制回路都設(shè)計(jì)有自保持回路，以保證高壓系統(tǒng)正常運(yùn)行。

圖1為綜合自動(dòng)化變電站分合閘回路的典型原理接線圖，圖中虛線框表示斷路器就地操作機(jī)構(gòu)箱，DBL（NC）為斷路器氣體繼電器常閉輔助觸點(diǎn)，CK（NO）為斷路器儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)行程繼電器輔助觸點(diǎn)。斷路器氣壓正常、彈簧儲(chǔ)能完成時(shí)，輔助觸點(diǎn)DBL（NC）和CK（NO）均為導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)斷路器能正常操作。當(dāng)斷路器處于分閘狀態(tài)下，合閘指令觸點(diǎn)接通時(shí)，HBJ繼電帶電器動(dòng)作，HBJ觸點(diǎn)閉合，將正電壓引入合閘回路形成一個(gè)自保持回路，如斷路器拒合或者斷路器輔助觸點(diǎn)動(dòng)作不正常，導(dǎo)致斷路器常閉輔助觸點(diǎn)DL（NC）無(wú)法斷開(kāi)，合閘線圈HQ將一直帶電并有電流通過(guò)。當(dāng)斷路器處于合閘狀態(tài)下，跳閘指令觸點(diǎn)接通時(shí)，STJ繼電器帶電動(dòng)作，STJ觸點(diǎn)閉合，TBJA繼電器帶電動(dòng)作，TBJA觸點(diǎn)閉合，將正電壓引入分閘回路形成自保持回路，此時(shí)如斷路器常開(kāi)輔助觸點(diǎn)DL（NO）因故障未斷開(kāi)，也會(huì)使斷路器跳閘線圈TQ一直帶電且有電流通過(guò)。

圖1 分合閘回路原理示意圖

由于受到高壓斷路器尺寸大小的限制，其內(nèi)部元件的尺寸都比較小，因此分閘線圈、合閘線圈的尺寸和線徑都比較小，導(dǎo)致其額定電流很小。斷路器的分、合閘機(jī)構(gòu)需要較大的力量才能動(dòng)作，而這樣大電磁力需要線圈通過(guò)遠(yuǎn)大于其自身額定值的電流才能產(chǎn)生。在這種無(wú)法增加線圈尺寸或線徑大小的情況下，考慮到分合閘動(dòng)作的可靠性和快速性，這些線圈只能按照“短時(shí)間通過(guò)大電流”的原理來(lái)設(shè)計(jì)。如因某些原因造成分閘線圈或者合閘線圈長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)大電流，將使得線圈過(guò)熱而燒毀。

2 改進(jìn)建議

鑒于以上原因，應(yīng)當(dāng)對(duì)斷路器的分閘回路和合閘回路進(jìn)行必要的改進(jìn)，避免在斷路器操作機(jī)構(gòu)拒動(dòng)或者輔助觸點(diǎn)動(dòng)作不正確時(shí)，分閘線圈、合閘線圈長(zhǎng)期帶電而燒毀線圈。由于已完成自動(dòng)化改造的變電站中的綜合保護(hù)裝置沒(méi)有擴(kuò)展功能且沒(méi)有自由編程的控制回路，無(wú)法在保護(hù)裝置中實(shí)現(xiàn)合閘通電時(shí)間的控制，故采取在原有控制回路基礎(chǔ)上加裝時(shí)間繼電器方法，依靠時(shí)間繼電器的動(dòng)作來(lái)影響出口中間繼電器以達(dá)到控制整個(gè)分、合閘線圈回路的目的。

2.1 方式1：就地安裝時(shí)間繼電器方式

就地安裝是指在斷路器操作機(jī)構(gòu)箱中（就地）安裝時(shí)間繼電器，而時(shí)間繼電器的就地安裝又有并聯(lián)安裝方式（圖2）和串聯(lián)安裝方式（圖3），示意圖中元件處于虛線框內(nèi)的表示該元件安裝于斷路器就地操作機(jī)構(gòu)箱內(nèi)。

圖2 繼電器就地并聯(lián)安裝原理示意圖

圖3 繼電器就地串聯(lián)安裝原理示意圖

串聯(lián)模式和并聯(lián)模式的區(qū)別僅在于時(shí)間繼電器的安裝方式的不同，時(shí)間繼電器輔助觸點(diǎn)的選擇和安裝方式是一樣的。并聯(lián)安裝方式中時(shí)間繼電器的分流作用會(huì)降低通過(guò)合閘線圈的電流；串聯(lián)安裝方式因串入了線圈電阻會(huì)降低合閘回路的電流，因此無(wú)論采取哪種方式都要經(jīng)過(guò)相應(yīng)的計(jì)算來(lái)決定使用什么型號(hào)的時(shí)間繼電器才能不影響合閘線圈的正常工作效果。

原理圖中時(shí)間繼電器SJ1和SJ2的時(shí)間設(shè)置要長(zhǎng)于斷路器的正常合閘時(shí)間，具體時(shí)間可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)定的分合閘時(shí)間來(lái)確定。根據(jù)原理圖可看出：當(dāng)發(fā)出合閘指令時(shí)，合閘回路導(dǎo)通時(shí)間繼電器SJ1并計(jì)時(shí)，如斷路器正常合閘使得斷路器的常閉輔助觸點(diǎn)DL（NC）在時(shí)間繼電器SJ1動(dòng)作之前先動(dòng)作斷開(kāi)，則SJ1停止計(jì)時(shí)。如果由于某些原因使得DL（NC）不能及時(shí)斷開(kāi)，超過(guò)SJ1設(shè)置的時(shí)間后，合閘回路依然導(dǎo)通，則時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作常閉輔助觸點(diǎn)SJ1（NC）動(dòng)作將合閘回路斷開(kāi)，使合閘繼電器HQ斷電，從而避免合閘線圈長(zhǎng)時(shí)間通電而燒毀。

分閘回路的工作原理相同，當(dāng)分閘回路因某些原因不能及時(shí)斷開(kāi)時(shí)，時(shí)間繼電器SJ2的延時(shí)動(dòng)作常閉輔助觸點(diǎn)SJ2（NC）將動(dòng)作斷開(kāi)分閘回路的電源，從而保護(hù)分閘線圈TQ。

但是在實(shí)際應(yīng)用中，由于現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)在合閘時(shí)，彈簧的動(dòng)作會(huì)造成整個(gè)機(jī)構(gòu)震動(dòng)，這可能會(huì)使得安裝在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)或附近的時(shí)間繼電器在短時(shí)間內(nèi)劇烈抖動(dòng)，從而影響時(shí)間繼電器及其輔助觸點(diǎn)動(dòng)作的可靠性。

2.2 方式2：遠(yuǎn)方安裝時(shí)間繼電器方式

遠(yuǎn)方安裝是指在斷路器相關(guān)的保護(hù)屏中安裝時(shí)間繼電器，安裝方式如圖4所示。

該安裝方式的工作原理與就地安裝方式的工作原理相同，但是因?yàn)槔^電器安裝在綜合保護(hù)屏，從而避免了繼電器安裝在就地所存在的干擾問(wèn)題。

以上2種方案都能解決分合閘線圈燒毀的問(wèn)題，但是通過(guò)對(duì)比，在安裝條件允許的情況下，建議選取繼電器遠(yuǎn)方安裝的方式，使得整個(gè)控制回路更加可靠。

3 結(jié)語(yǔ)

圖4 繼電器遠(yuǎn)方安裝方式原理示意圖

斷路器控制回路中的分、合閘線圈燒毀是變電運(yùn)行工作中比較常見(jiàn)的故障，而現(xiàn)有設(shè)計(jì)的控制回路有可能導(dǎo)致此類故障擴(kuò)大化，這將導(dǎo)致用電客戶大面積、長(zhǎng)時(shí)間的停電。這與目前電網(wǎng)容量不斷擴(kuò)大、社會(huì)對(duì)電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行日趨嚴(yán)格的要求是不相符的。根據(jù)具體情況進(jìn)行具體分析，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行改進(jìn)，確保高壓配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行具有重要意義。

此外，通過(guò)與綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家的溝通，將線圈的保護(hù)回路集成到微機(jī)保護(hù)裝置中，這能大大提高整個(gè)回路的工作可靠性。

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