配電所控制回路故障及改進(jìn)技術(shù)

李 嘉，胡仲霞

0 引言

變、配電所的保護(hù)、自動(dòng)控制等功能要通過(guò)開(kāi)關(guān)柜來(lái)完成。所以，開(kāi)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(jí)的開(kāi)關(guān)柜、配電柜（屏）。隴海線 10 kV配電所開(kāi)關(guān)柜均采用電磁操作機(jī)構(gòu)的真空斷路器，在日常的操作、檢修和試驗(yàn)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(gè)配電所均出現(xiàn)該現(xiàn)象，嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。

1 原因分析

經(jīng)調(diào)查分析，筆者認(rèn)為導(dǎo)致合閘線圈頻繁發(fā)生燒毀的原因可能有以下幾點(diǎn)：（1）電源電壓過(guò)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(guò)日常的電壓監(jiān)測(cè)，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(duì)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(kāi)關(guān)的觸頭未斷開(kāi)，線圈長(zhǎng)期通電，造成燒毀；（4）鐵心卡住，使開(kāi)關(guān)不能變位，保持線圈不能及時(shí)切斷，線圈長(zhǎng)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?yàn)殡姶挪僮鳈C(jī)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(zhǎng)時(shí)間的帶電就很容易將線圈燒毀。對(duì)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(diǎn)QF1（常閉）或者合閘位置繼電器HWJ（常閉）接點(diǎn)來(lái)斷開(kāi)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(diǎn)卡滯、合閘位置繼電器損壞等，都不能使QF1常閉接點(diǎn)或者HWJ常閉接點(diǎn)正確變位，即不能斷開(kāi)合閘控制（保持）回路，將造成合閘回路的長(zhǎng)期帶電，使線圈發(fā)熱、絕緣擊穿，最終導(dǎo)致線圈燒毀。

2 改進(jìn)方法

2.1 改進(jìn)方案

經(jīng)過(guò)深入的調(diào)查研究和充分的論證，認(rèn)為應(yīng)該在分合閘控制回路中串入一時(shí)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(yàn)中頻繁發(fā)生燒毀合閘線圈的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)6次操作試驗(yàn)，研究并確定了時(shí)間繼電器的整定時(shí)間應(yīng)稍大于斷路器的動(dòng)作時(shí)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(jìn)后的動(dòng)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(dǎo)通；HJ受電，則HJ-2閉合，進(jìn)行自保持；HJ-3閉合，啟動(dòng) SJ繼電器。HJ-1閉合下述回路：+KM→HJ-1→KLB-2→QF1→HC→–KM導(dǎo)通；HC受電，則HQ受電，斷路器進(jìn)行合閘。正常情況下，合閘成功，QF1、HWJ正確變位，斷開(kāi)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(shí)間繼電器的 SJ-2接點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)合閘控制回路，從而避免了合閘線圈因長(zhǎng)時(shí)間受電而燒毀。

圖1 改進(jìn)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(dǎo)通；TJ受電，則TJ-2閉合，進(jìn)行自保持；TJ-3閉合，啟動(dòng)SJ繼電器。TJ-1閉合下述回路：+KM→TJ-1→KLB→QF2→TQ→–KM 導(dǎo)通；TQ受電，斷路器進(jìn)行分閘。正常情況下，分閘成功，QF2、TWJ正確變位，斷開(kāi)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(diǎn)卡滯、分閘位置繼電器損壞，則由時(shí)間繼電器的 SJ-2接點(diǎn)延時(shí)斷開(kāi)分閘控制回路，從而避免了分閘線圈因長(zhǎng)時(shí)間受電而燒毀。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐證明，改進(jìn)后的分合閘控制回路無(wú)論是在正常情況下還是在非正常情況下，均能及時(shí)、準(zhǔn)確地?cái)嚅_(kāi)控制回路，保護(hù)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(yùn)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(yùn)行。

[1]王永康.繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2006.

[2]翟兆艮.變配電技術(shù)[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2005.