接觸器的改進使煤礦一級負荷實現電腦程序操作

文/鄧斐，河南能源集團永煤公司供電處

接觸器的改進使煤礦一級負荷實現電腦程序操作

文/鄧斐，河南能源集團永煤公司供電處

變電站電氣設備的控制離不開接觸器的應用，接觸器的選型對煤礦安全供電有著深遠的影響。通過電氣設備廠家與用戶單位現場使用情況結合，在多次更換接觸器后，最終確定了直流接觸器的型號為：施耐德 LC1D09MD DC220V，應用于江蘇如高CJ2型電動隔離開關操作機構，有效解決了：因室外設備的接觸器受潮，而導致整個變電站直流系統絕緣降低的問題；更重要的是，有效解決了：因接觸器吸合不到位，而阻礙了多個110kV變電站不能順利實現電腦程序操作的重大問題。加快了變電站綜合自動化建設進程，保障了高壓特種作業的安全性和可靠性。

直流接觸器；變電站綜合自動化建設；電動隔離開關；電腦程序操作

引言：

變電站直流系統為供電設備的安全運行提供了有力支撐，關系到供電設備能否正常動作而切除事故。直流系統絕緣降低是最頻發的安全隱患，也是最難查找影響面最大的隱患。另一方面，變電站要實現電腦程序操作，必須在“五防”系統發出操作請求后規定的時間內執行完畢，否則操作將被取消，必須重新請求。當程序操作已經執行，但電氣設備未響應，出現了超時被迫取消操作，既耽誤了操作任務的完成，更需要查找出設備未響應的具體原因，排除安全隱患。自使用江蘇如高電動隔離開關以來，其CJ2型操作機構內的接觸器已經全面更換了兩次，每次更換均是在運行過程中出現了上述兩種安全隱患后，進行檢查、分析、改進，而后確定了所需更換的接觸器型號。

1 問題提出

1.1 直流系統絕緣降低

新橋110kV變電站自2010年開始使用如高電動隔離開關，共18臺套。因廠家電動操作機構中出廠配備的接觸器線圈外殼防護等級較低，在陰雨天氣時總是出現因接觸器線圈受潮而導致直流絕緣降低的情況發生，2013年8月將原接觸器更換為防護等級較高的ABB公司生產的型號為ASL09-30-10-88的接觸器。更換后站內直流絕緣沒有再出現因陰雨天氣導致降低的情況。此后，廠家在得到用戶現場運行經驗的反饋后，同步，將新出廠的設備也全部使用ABB公司生產的型號為ASL09-30-10-88的接觸器。

1.2 現場操作，分合閘按鈕按下后沒反應

自2015年下半年以來，ABB公司生產的型號為ASL09-30-10-88的接觸器運行不到兩年時間，站內各電動隔離開關在操作時普遍存在按下合、分閘按鈕后接觸器不吸合，導致無法正常進行電動合、分閘的現象。由于現場操作都無法滿足，致使電腦程序操作更加無法實現，必須解決該問題，才能向綜合自動化變電站應用發展。2016年6月，已將接觸器更換為防護等級較高、動作靈活的施耐德公司生產的型號為LC1D09MD DC220V的接觸器。

2 具體情況及故障排查

2.1 直流系統絕緣降低的“罪魁禍首”

在陰雨天氣時，變電站直流絕緣監察裝置顯示絕緣電阻降低，按照下雨影響面的實際情況查找，一般先室外后室內。查找室外的原因，又按照先查影響小的直流回路進行拉路查找，如故障點在該部分，當斷開直流電源開關后，故障點脫離直流系統，系統絕緣恢復正常。通過拉開室外電機電源，證實了故障點在電機電源回路上。確定范圍后，通過現場查看，機構箱密封嚴實，排除了滲水引起。經過多人現場檢查，最終提出如高電動隔離開關CJ2型操作機構內的接觸器有凝露現象，斷開其電源后直流系統絕緣恢復正常。通過資料查詢，最終確定了凝露的原因為接觸器線圈外殼防護等級較低，不再適合室外設備繼續使用，經研究確定全面更換優質接觸器。

2.2 接觸器不吸合的排疑

自2015年下半年以來，ABB公司生產的型號為ASL09-30-10-88的接觸器運行不到兩年時間，經多次操作發現，第一次操作時普遍存在接觸器不能正常吸合的現象（大部分是分閘操作，站內18臺刀閘正常16臺在合位，2臺在分位），站內為節約操作時間，只能采用手動按壓接觸器的彈簧觸頭使其常開接點閉合導通電機回路進行操作。但是，當天該回路進行第二次相反操作時大部分時間又不再出現任何問題（大部分為合閘操作）。

通過分析刀閘電動操作電氣回路排除電機回路故障，初步判斷以下兩方面問題和一個疑是問題：1、控制回路中的電容在分合閘時可能對線圈兩端的電壓有影響，導致線圈吸合電壓達不到要求；2、接觸器內部的滑道存在卡澀問題。疑是問題：電氣回路中的電容C充放電是否會引起接觸器第一次動作失敗。

2.2.1 故障排查：

2016年3月21日，站內利用Ⅰ、Ⅱ城新線檢修需操作刀閘的機會進行以下試驗：

第一次操作拉開Ⅰ城新2甲刀閘時，提前將萬用表兩根表筆（直流1000V檔位）分別放在KM1 9、10兩個接點上，此時電壓為0。按照正常的操作步驟按下分閘（SB3）按鈕聽到五防鎖“滴”的一聲后松開該按鈕（五防鎖提示“滴”的聲音為控制回路中已有電流通過，正常情況下接觸器應吸合），接觸器未吸合但五防鎖這一步驟已通過，同時觀察萬用表在按下分閘按鈕的一瞬間電壓為220V。通過此現象，證明按下分閘按鈕一瞬間接觸器得到了正常的動作電壓，但沒有吸合。

在五防電腦上重新上傳該步驟后按下分閘（SB3）按鈕聽到五防鎖“滴”的一聲不松開該按鈕，持續7s左右后接觸器線圈吸合（觀察萬用表接觸器線圈電壓一直為220V），同時電機回路正常運轉，松開該按鈕后，通過自保持回路電機一直運轉，刀閘到位后通過行程開關斷開電機回路，電動分閘正常。

當天早上進行的Ⅰ城新2-I、Ⅱ城新甲、Ⅱ城新2-Ⅱ三個刀閘分閘操作均通過此方法進行（持續按下分閘按鈕3-7s左右的時間，接觸器動作后松開）接觸器均能正常動作，電機運轉正常。

中午進行的Ⅰ城新2甲、Ⅰ城新2-I、Ⅱ城新甲、Ⅱ城新2-Ⅱ四個刀閘合閘操作時，按下合閘（SB1）按鈕五防鎖提示“滴”的一聲后接觸器吸合正常，操作順利，未出現需長時間按合閘按鈕的情況。

2.2.2 通過此次試驗得出以下結論：

1、控制回路中的電容在分合閘時不會對控制電壓有影響，僅起到保護行程開關觸點的作用。

2、接觸器不能正常吸合的原因為內部的滑道存在卡澀現象，導致7秒鐘后才吸合。

3、分、合閘接觸器在兩個不同的電氣回路中，出現第一次操作不成功，當天該回路進行第二次相反操作時大部分時間又正常的現象并不是必然的，而是恰好同一刀閘的電氣控制回路中的接觸器一個良好，一個滑道有卡澀情況導致。

2.2.3 疑是問題中得知的知識點

電容的主要作用是保護分合閘回路中串聯的行程開關的觸點，其原理是：當電機在旋轉過程中（刀閘即不在合位，也不在分位），分合閘回路中的行程開關均處于常閉，此時對電容充電；當電機旋轉到位是，斷開分（合）閘回路中與操作相對應的行程開關。由于靠行程開關的觸點斷開電機負荷電流（該負荷電流與行程開關觸點的工作電流相比很大），可能會打火（產生電弧），燒損行程開關的觸點，直接影響行程開關觸點的使用壽命。而在電機旋轉過程中充電的電容C與兩個行程開關（SQ1、SQ2）常閉觸點構成了的回路，在電機旋轉到位時，斷開的行程開關觸點兩端形成了相反的電容電壓，該電壓可抵消DC220V電源電壓，從而起到對行程開關觸點滅弧的保護作用。

3 兩次更換接觸器的最終效果

2016年6月，經過和江蘇如高廠家技術人員結合，最后更換了防護等級較高、動作靈活的施耐德公司生產的型號為LC1D09MD DC220V的接觸器，有效的解決了安全隱患，確保了110kV變電站順利實現電腦程序操作的技術條件滿足，加快了變電站綜合自動化建設進程，保障了高壓特種作業的安全性和可靠性。此后，廠家在得到用戶現場運行經驗的反饋后，將新出廠的設備也全部使用施耐德公司生產的型號為LC1D09MD DC220V的接觸器。