配电所控制回路故障及改进技术

李 嘉，胡仲霞

0 引言

变、配电所的保护、自动控制等功能要通过开关柜来完成。所以，开关柜是变、配电所的核心设备。目前，铁路供电系统主要使用10 kV及0.4 kV电压等级的开关柜、配电柜（屏）。陇海线 10 kV配电所开关柜均采用电磁操作机构的真空断路器，在日常的操作、检修和试验中频繁发生烧毁合闸线圈的情况。例如：2008年陇海铁路3个配电所均出现该现象，严重影响设备的安全运行。

1 原因分析

经调查分析，笔者认为导致合闸线圈频繁发生烧毁的原因可能有以下几点：（1）电源电压过高。陇海铁路10 kV配电所直流电源均采用220 V，由稳定的整流模块输出，而通过日常的电压监测，电源电压均在正常的范围内；（2）线圈绝缘老化或受潮。经对变、配电所内环境温度、空气湿度等条件的判断，造成该情况频繁出现的可能性不大；（3）辅助开关的触头未断开，线圈长期通电，造成烧毁；（4）铁心卡住，使开关不能变位，保持线圈不能及时切断，线圈长期通电，造成烧毁。

经研究分析，得出上述（3）、（4）中的情况是造成烧毁合闸线圈的真正原因。因为电磁操作机构的合闸电流非常大（100 A左右，直流电源220 V），如果分、合闸回路长时间的带电就很容易将线圈烧毁。对照断路器分合闸控制回路的图纸，发现该回路存在缺陷：合闸、分闸回路是靠断路器的辅助接点QF1（常闭）或者合闸位置继电器HWJ（常闭）接点来断开合闸控制保持回路的。假如断路器合闸失败或者QF1（常闭）接点卡滞、合闸位置继电器损坏等，都不能使QF1常闭接点或者HWJ常闭接点正确变位，即不能断开合闸控制（保持）回路，将造成合闸回路的长期带电，使线圈发热、绝缘击穿，最终导致线圈烧毁。

2 改进方法

2.1 改进方案

经过深入的调查研究和充分的论证，认为应该在分合闸控制回路中串入一时间继电器，这样就可以从根本上解决在日常的操作、检修和试验中频繁发生烧毁合闸线圈的问题。经过6次操作试验，研究并确定了时间继电器的整定时间应稍大于断路器的动作时间（但必须在线圈承受能力范围内），改造后的分合闸控制回路电路原理如图1所示。

2.2 改进后的动作原理

合闸回路：将 WK打至合位，回路+KM→SJ-2→TJ-4→HWJ-2→HJ→-KM 导通；HJ受电，则HJ-2闭合，进行自保持；HJ-3闭合，启动 SJ继电器。HJ-1闭合下述回路：+KM→HJ-1→KLB-2→QF1→HC→–KM导通；HC受电，则HQ受电，断路器进行合闸。正常情况下，合闸成功，QF1、HWJ正确变位，断开合闸控制回路、合闸保持回路、合闸回路；非正常情况下，即合闸失败或者合闸成功，而 QF1被卡滞、合闸位置继电器损坏等，则由时间继电器的 SJ-2接点延时断开合闸控制回路，从而避免了合闸线圈因长时间受电而烧毁。

图1 改进后的分合闸控制回路电路原理图

分闸回路：将 WK打至分位，回路+KM→SJ-2→HJ-4→FWJ→TJ→-KM 导通；TJ受电，则TJ-2闭合，进行自保持；TJ-3闭合，启动SJ继电器。TJ-1闭合下述回路：+KM→TJ-1→KLB→QF2→TQ→–KM 导通；TQ受电，断路器进行分闸。正常情况下，分闸成功，QF2、TWJ正确变位，断开分闸控制回路、分闸回路；非正常情况下，分闸失败或者分闸成功而QF2接点卡滞、分闸位置继电器损坏，则由时间继电器的 SJ-2接点延时断开分闸控制回路，从而避免了分闸线圈因长时间受电而烧毁。

3 结束语

实践证明，改进后的分合闸控制回路无论是在正常情况下还是在非正常情况下，均能及时、准确地断开控制回路，保护了分合闸线圈，有效地减少了设备的故障，提高了设备安全运行的可靠性，从而使设备在更加安全、稳定、可靠的方式下运行。

[1]王永康.继电保护及自动装置[M].北京：中国铁道出版社，2006.

[2]翟兆艮.变配电技术[M].北京：中国铁道出版社，2005.