王棟

(上海交通大學(xué),上海 200030)

隔離開(kāi)關(guān)分、合閘繼電器抖動(dòng)及自動(dòng)吸合現(xiàn)象分析及解決辦法

王棟

(上海交通大學(xué),上海 200030)

本文就隔離開(kāi)關(guān)安裝中出現(xiàn)的分、合閘繼電器抖動(dòng)及隔離開(kāi)關(guān)自動(dòng)分、合問(wèn)題進(jìn)行了分析。指出問(wèn)題的原因是在長(zhǎng)電纜分布電容作用下,繼電器動(dòng)作功率過(guò)低造成。并提出解決辦法。

隔離開(kāi)關(guān) 分布電容 繼電器

1 引言

在某站500千伏隔隔離開(kāi)關(guān)新裝調(diào)試過(guò)程中，二次工作人員發(fā)現(xiàn)有多把隔離開(kāi)關(guān)的控制、閉鎖回路中有強(qiáng)烈感應(yīng)電干擾現(xiàn)象，很多隔離開(kāi)關(guān)的分、合閘接觸器接點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象，在解鎖條件滿足的情況下，個(gè)別隔離開(kāi)關(guān)會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)分合的現(xiàn)象。

2 問(wèn)題的具體現(xiàn)象

(1)微型繼電器頻繁抖動(dòng)。當(dāng)SA1切至“近控”位置，而解鎖條件未滿足時(shí)，按分、合閘按鈕SB1、SB2，分/合閘微型繼電器KA5、KA6的接點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得接觸器線圈兩端電壓為交流20V至70V不等，接點(diǎn)抖動(dòng)頻率較高。

(2)“記憶”效應(yīng)。在反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)解鎖條件不滿足的情況下而不操作KK(或控制室監(jiān)控系統(tǒng)不發(fā)操作命令)時(shí)，則無(wú)隔離開(kāi)關(guān)自動(dòng)分合的現(xiàn)象。只有當(dāng)解鎖條件不滿足而又操作過(guò)KK(或控制室監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)操作命令)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)和接地隔離開(kāi)關(guān)自動(dòng)分合的現(xiàn)象。用萬(wàn)用表測(cè)量感應(yīng)電壓，不操作時(shí)電壓較低，僅為交流50V左右；操作后電壓較高，為交流150V左右，且對(duì)地放電無(wú)法消除，好像操作過(guò)KK開(kāi)關(guān)后，產(chǎn)生了“記憶效應(yīng)”，這對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)架的安全運(yùn)行是十分不利的。

隔離開(kāi)關(guān)操作回路電纜的分布電容圖

表1 分布電容的容量及接觸器參數(shù)

3 對(duì)隔離開(kāi)關(guān)問(wèn)題的檢查

為發(fā)現(xiàn)問(wèn)題原因，首先與以往其他工程進(jìn)行了比較，新裝間隔有2個(gè)明顯特點(diǎn)：

(1)改造工程沒(méi)有采用就地保護(hù)小室的布局，最遠(yuǎn)端的一隔離開(kāi)關(guān)二次遙控電纜長(zhǎng)約1100米。

(2)該批隔離開(kāi)關(guān)廠方對(duì)KA5、KA6分、合閘繼電器重新選型，降低了動(dòng)作功率(4.5VA)從而改變了回路參數(shù)。

二次工作人員隨后對(duì)整個(gè)控制回路進(jìn)行了全面排查：

(1)檢查二次回路，在反復(fù)試驗(yàn)、多次核對(duì)回路，排除二次回路問(wèn)題。

(2)檢查了整個(gè)隔離開(kāi)關(guān)回路的絕緣，未發(fā)現(xiàn)任何異常情況，因此絕緣原因被排除。

(3)檢查了所有電纜的接地系統(tǒng)，確認(rèn)所有電纜屏蔽層接地良好后斷開(kāi)所有交直流電源，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試每根電纜芯的對(duì)地電壓，最高的一根僅10V左右，這個(gè)電壓根本不可能使任何一個(gè)繼電器動(dòng)作。

(4)檢查了所有隔離開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)回路，沒(méi)有一個(gè)是與控制電纜并用一根電纜的?？紤]到電感儲(chǔ)能W＝1/2·L·i2，電纜的自感系數(shù)L很小，時(shí)間常數(shù)極短，且要電流很大才能引起干擾，不能解釋接觸器抖動(dòng)與“記憶效應(yīng)”的現(xiàn)象，電纜的自感作用也被排除。

(5)用數(shù)字萬(wàn)用表試著測(cè)試889回路對(duì)地電容，竟然有0.2μF，則容抗Xc=1/(2лfC)＝16KΩ，與微型繼電器線圈阻值接近，使KA5、KA6抖動(dòng)甚至動(dòng)作是完全有可能的。感應(yīng)電干擾的根本原因很可能是電纜間的分布電容。

4 對(duì)隔離開(kāi)關(guān)問(wèn)題的解釋

首先根據(jù)操作回路圖(見(jiàn)附圖一)畫(huà)出整個(gè)隔離開(kāi)關(guān)操作回路電纜的分布電容圖，其中QK為遠(yuǎn)/近控切換開(kāi)關(guān)，KK為分/合閘開(kāi)關(guān)，SB2為機(jī)構(gòu)箱內(nèi)合閘按鈕。如圖所示(分閘回路完全一樣)測(cè)得了這些電容的容量(如表1所示)。

下面試圖從原理上對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析：

(1)近控位置KA5、KA6抖動(dòng)的原因：如圖所示，當(dāng)SA1切至近控，按下SB，此時(shí)雖然零相的閉鎖接點(diǎn)未開(kāi)放，但889到測(cè)控單元的長(zhǎng)電纜的分布電容卻串在KA5、KA6與大地間，該電容用萬(wàn)用表測(cè)得有0.2μF左右，此時(shí)KA5、KA6等于并在901對(duì)889的電纜電容C4兩端，(C4約0.4μF)，由于KA5、KA6的接點(diǎn)未閉合時(shí)磁阻很大，KA5、KA 6的電感小，電阻大，根據(jù)電路原理估算約有10至50V(實(shí)測(cè)KA5、KA6的端壓約20至70V)，KA5、KA6在C5的分布電容作用下產(chǎn)生抖動(dòng)。

(2)操作KK后KK復(fù)位，此時(shí)KA5、KA6只與C2、C5、C7有關(guān)。由于C2容量大，當(dāng)手動(dòng)操作KK時(shí)等于給C2充了電，由于沒(méi)有其它放電回路，C2的電壓一直被保留，當(dāng)解鎖后C5、C7被短掉，C2的電荷就通過(guò)KA5、6放電，使KA5、6誤動(dòng)。最后的幾次實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一分析，共做了約7次實(shí)驗(yàn)，其中有4次出現(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)自動(dòng)合分的現(xiàn)象。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析可以看出上述繼電器抖動(dòng)、自動(dòng)分合閘現(xiàn)象均由電纜分布電容和接觸器KA5、KA6共同作用產(chǎn)生，而電纜分布電容又是固定的，因此只有改進(jìn)KA5與KA6，使其動(dòng)作功率加大。對(duì)KA5、KA6并聯(lián)電阻看起來(lái)最為簡(jiǎn)單卻埋下隱患。因?yàn)閿嗑€、元件損壞是有可能發(fā)生的，而KA5、KA6必將誤動(dòng)，對(duì)于這種無(wú)法預(yù)控的情況必將引發(fā)嚴(yán)重后果。因此必須從根本上進(jìn)行解決——對(duì)KA5、KA6重新選型。

6 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

(1)對(duì)KA5、KA6并聯(lián)2KΩ、20W電阻。現(xiàn)場(chǎng)觀察，確實(shí)可以消除上述問(wèn)題。但如上所述，只能作為臨時(shí)補(bǔ)救措施，不可長(zhǎng)期使用。

(2)重新選配了MOLLER繼電器，根據(jù)其提供的參數(shù)看動(dòng)作功率達(dá)到22VA，而FINDER繼電器動(dòng)作功率只有4.5VA，兩相比較已有了較大提高。到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更換驗(yàn)證，更換前FINDER繼電器抖動(dòng)現(xiàn)象明顯，更換為MOLLER繼電器后之前的異常現(xiàn)象全部消失。

[1]國(guó)家電力調(diào)度通信中心編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答.北京:中國(guó)電力出版社,1999．

[2]邱關(guān)源著.電路原理.北京:高等教育出版社,2002．

王棟(1980—),男,工程師,上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院,從事超高壓變電檢修工作。