开关分合闸控制回路分析

关键词：变电站 输电设备 继电保护                                         
1 故障实例  
　　(1) 某220 kV变电站值班员在进行一条220 kV线路开关操作时，　发现操作指示灯红、绿灯都不亮，开关合不上，当即检查指示灯泡，没有发现异常。几十分钟后，变电站发生直流接地，通过拉合各出线间隔控制电源闸刀，发现该220 kV线路开关控制回路合闸线圈烧毁并接地。经调换该线圈，调整开关机构，并做开关分合闸试验合格，故障排除。几个月后，保护人员对该线路保护进行周期性定期校检，发现手合继电器有过热痕迹，其自保持电流线圈对电压线圈之间绝缘已不良，原因是开关合闸线圈烧毁故障时，手合继电器自保持线圈通电时间过长。 
　　(2) 某220 kV变电站，继保人员在做110 kV线路保护定校的传动试验时，　发现开关红、绿灯不亮，灯泡好，开关动作正确；十几分钟后，开关不能动作，“控制回路断线”光字牌亮；经检查合闸线圈已烧断，原因是开关辅助接点调整不到位引起。 
　　2 故障分析 
　　(1) 两起故障存在一个共同点：在操作开关时，红、绿灯都不亮，灯泡好，说明开关合闸(或分闸)位置继电器回路有问题。 
　　(2) 红、绿灯不亮，有两种可能。一种可能是开关合闸(或分闸)位置继电器损坏。另一种可能是开关合闸(或分闸)自保持回路动作，自保持继电器接点短接合闸(或分闸)位置继电器线圈，使合闸(或分闸)位置继电器失磁，红、绿灯不亮。 
　　(3) 从开关合闸(或分闸)动作电压过高，会造成开关合闸(或分闸)自保持回路断不开，故障实例1就是这样。操作开关，开关不动，自保持回路就长时间通电，一直到人为拉开开关合闸(或分闸)控制电源闸刀，自保持回路才能断开，否则就会烧坏合闸(或分闸)线圈或继电器自保持线圈或组合装置保护内部较细的自保持回路连接线。 
　　(4) 开关动作正常，若此时开关机构中的分、合闸辅助开关接点切换不到位，使自保持回路断不开而损坏分、合闸线圈或继电器自保持线圈，故障实例2就是如此。据统计的十几例此类故障，发现开关辅助接点切换不到位占此类故障的80%以上。因此对这类故障，重点要查开关辅助接点的切换。 
　　3 防范措施 
　　(1) 在高压开关定期预试、检修中，要认真做好开关的分、合闸试验，确保80%额定电压传动试验正确；要认真对开关机构中的辅助开关、微动开关接点进行检查，定期加油润滑。 
　　(2) 开关操作过程中，一旦发现开关分、合闸红、绿灯不亮(220 kV开关会有三相红绿指示灯同时不亮)，马上将开关控制电源短时断开一下，使开关分、合闸自保持回路断开，再作下一步检查。 
4 改进方法 
　　除上述防范措施外，还可做一个故障判别继电器串接在开关控制电源总熔丝或闸刀下，达到自动断开故障的自保持分、合闸回路的目的。 
　　4.1 故障判别继电器的设计原理 
　　开关分、合闸过程中，直流电流由小到大，到开关分、合闸动作后又会变小。　当高压开关操作时，控制电源电流由小变大，若保持若干秒以上不降下来，即判定开关自保持回路有故障，继电器动作一次，使控制电源断一下电，　释放开关分、合闸自保持，并发出开关分、合闸自保持回路故障信号。 
　　4.2 故障判别继电器的设计原则 
　　(1) 判别电路内阻要小，必须满足开关分、合闸时控制回路总压降不大于5%； 
　　(2) 判别有故障的连续电流时间，必须大于保护动作zui长跳闸时间＋重合闸时间＋后加速跳闸时间＋足够时间裕度，一般取10～20 s为宜。如果不到这个时间，连续大电流消失，就判别回路正常，计时自动清零； 
　　(3) 判别继电器的动作电流整定值Izd应大于高压开关不操作时的开关控制电源总电流Izc，小于高压开关操作时的zui小开关控制电源总电流Icz(有开关分相操作时，此电流为单相开关操作时的电流总电流)，即Izc