电工电气（２０１０ Ｎｏ．３） ３５ ｋｖ断路器控翩信号回路技术改造分析 ３５ ｋＶ断路器控制信号回路技术改造分析 张鲁，宋启祥，李永 （巢湖供电公司，安徽巢湖２３８００５） 摘要：针对３５ ｋＶ断路器调试传动过程中遇到的手动合闸异常现象，对断路器控制及信号回路 进行了技术改造。通过对回路加装中间继电器并采用其辅助接点替代原存在设计缺陷的断路器辅助接 点的技术改造措施，消除了手动合闸异常现象。现场运行表明，回路技术改造措施确保了断路器运行 操作的正确性和稳定性。 关键词：断路器：合闸回路；信号回路：辅助接点 中图分类号：ＴＭ５６１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００７—３１７５（２０１０）０３—００５０—０２ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ３５ ｋＶ Ｃｉｒｃｕｉｔ－Ｂｒｅａｋｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｌｏｏｐ ＺＨＡＮＧ Ｌｕ，ＳＯＮＧ Ｑｉ—ｘｉａｎｇ，ＬＩ Ｙｏｎｇ （ＣｈａｏｈｕＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｃｈａｏｈｕ ２３８００５．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｍａｎｕａｌ ｍａｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｂｎｏｒｍａｌ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｉｎ ３５ ｋＶ ｃｉｒｃｕｉｔ—ｂｒｅａｋｅｒ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓ－ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｆｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ－ｂｒｅａｋｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌ ｌｏｏｐ．Ｖｉａ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｉｎｓｔａｌｌｉｎｇ ｏｎ ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｒｅｌａｙ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｏｐ ａｎｄ ａｄｏｐｔｉｎｇ ｉｔｓ ａｕｘｉａｒｙ ｃｏｎｔａｃｔｓ ｔｏ ｒｅｐｌａｃｅ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ・－ｂｒｅａｋｅｒ ａｎｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｔａｃｔｓ ｏｒｉｇｉｎａｌｌｙ ｗｉｔｈ ｄｅｓｉｇｎ ｄｅｆｅｔｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓ・・ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｍａｎｕａｌ ｍａｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ａｂｎｏｒｍａｌ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｗａｓ ｅｌｅｍｉｎａｔｅｄ．Ｆｉｅｌｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ，ｌｏｏｐ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａ－ ｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｓｓｕｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ－ｂｒｅａｋｅｒ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｉｔ—ｂｒｅａｋｅｒ；ｍａｋｉｎｇ ｌｏｏｐ；ｓｉｇｎａｌ ｌｏｏｐ；ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｃｏｎｔａｃｔ ０引言 为满足巢湖市黄麓镇及周边地区日益增长的电 力负荷的需求，并提高该地区供电可靠性，２００９年 ３月１２日，巢湖供电公司如期完成了对３５ ｋＶ黄麓变 图ｌ所示。 ＋ＫＭ 电站的综自改造工作，原电磁型继电器保护设备全 部更换为微机保护装置。在对该站３５ ｋＶ线路保护 调试传动过程中发现，对断路器进行手动合闸时，断 路器可以成功合闸，但是合闸成功的瞬间，保护装 置电源空开和操作电源空开全部跳开“ 。 图１改造前断路器合闸回路图 二次回路共取三对行程开关ＣＫ辅助接点，合闸 回路中取一对常开接点（７￣￣１：１８），交流弹簧储能回路 中取一对常闭接点（１和２），“弹簧未储能”信号回 路中取一对常闭接点（５和６）。 本文针对该异常现象对断路器控制及信号回路 进行了分析，并给出了相应的处理方案。 如图２所示，当弹簧处于未储能状态时，行程 开关ｃＫ常闭接点（１和２）接通，合上１ＺＫ空开后，交 流接触器ＫＭ带电，ＫＭ常开接点（１和２）和（３和４）闭 合，电机运转，弹簧开始储能。储能结束后，行程 开关ＣＫ常闭接点（１和２）断开，接触器ｌ（Ｍ失电， 常 开接点（１和２）和（３￣Ｉ］４）断开，切断电动机电源，使 电动机停转。 ｌ原因分析 针对上述异常现象，分析断路器二次回路图，如 作者简介：张鲁（１９８３一），男，助理工程师，本科，从事继电保护装置调试及维护工作。 一５０— ３５ｋｖ￣＠器控翻信号回路技术改造分析 ～Ａ ～Ｎ 合闸电源 自动空气开关 储能继电器 储能回路 １ ２ 图２弹簧储能回路图 弹簧储能同时，如图３所示，行程开关ＣＫ常闭接 点（５和６）接通信号回路，发“弹簧未储能”信号。 ＋２２０Ｖ０ ｌｎ３Ｘｌ ｝（ 上 上 闭锁重合闸 ６ ８０３ —— —— ｌｎ３Ｘ２ ３ １ＧＫ 尘 弹簧未储能 ８０５ －—— —— ｌｎ３Ｘ３ 立 立 断路器位置 ；８０７ —— —— ｌｎ３Ｘ４ ７ ８ ， １Ｇ刀闸位置 ８０９ —— ９ —— ｌｎ３Ｘ５ ２Ｇ刀闸位置 ８ｌ１ —— ｌｎ３Ｘ６ １ｌ Ｔｆｆ 备用 图３改造前信号回路图 弹簧储能后，如图１所示，合闸回路中的行程 开关ｃＫ常开接点（７￣１１８）闭合，为合闸做好准备，一 旦有合闸正电脉冲，合闸线圈ＨＱ通电，弹簧操动机 构进行合闸操作，已储能的弹簧立即释放能量，实现 合闸。合闸后，行程开关ＣＫ常开接点（７和８）断开，行 程开关ＣＫ常闭接点（１和２）再次接通，弹簧储能，为 下次合闸作准备。 在断路器弹簧操动机构有两片行程开 关，提供两对常开、常闭接点。 安装接线时考虑到交直流不能混用，在其中 一片行程开关上取常闭接点（１和２）给弹簧储能回 路使用，在另一片行程开关上取常闭接点（５和６） 和常开接点（７和８）分别给断路器合闸回路和信号 回路使用。 但是，“弹簧未储能”信号回路中的行程开关 ＣＫ常闭接点（５和６）的一端为带负电的开入公共端 （８０１），在断路器合闸成功的同时，合闸回路中的 常开接点（７，￣ｕ８）断开，信号回路中的常闭接点（５和 ６）闭合，而这两对接点在同一片行程开关上，接点 之间的绝缘间隙非常小，且接点切换不迅速、不彻 底，有粘滞现象。因此在合闸的瞬问，ＣＫ常开接点 （７￣１］８）所带正电与ｃＫ常闭接点（５．￣Ｕ６）负电之间产生 短路拉弧现象，使得保护装置直流电源空开和操作 电源空开同时跳开。 电工电气 （２０１０ Ｎｏ．３） 为了验证分析的正确性，在解除信号回路开入 公共端（８０１）后，合闸过程一切正常，没有出现空 开跳开现象。 ２改造措施 如图４所示，在合闸回路中加装中间继电器，用 中问继电器辅助接点取代行程开关辅助接点。由ｚＪ 提供一对常开接点和常闭接点，ｚＪ常闭接点串在合 闸回路中，ＺＪ常开接点串在信号回路中。行程开关 ｃＫ常闭接点（５和６）接通时启动中间继电器ＺＪ，ｚＪ带 电，ｚＪ常开接点闭合，“弹簧未储能”信号回路接 通；ｚＪ常闭接点断开，无法进行合闸操作。 合闸线圈 弹簧未储能 中间继电器 图４改造后断路器合闸回路图 如图５Ｎ示，弹簧储能时，信号回路发“弹簧 未储能”信号。弹簧储能结束，行程开关ＣＫ常闭 接点（５ｆｕ６）断开，中间继电器ｚＪ失电，信号回路 中的ｚＪ常开接点断开，停止发“弹簧未储能”信 号，而合闸回路中的ｚＪ常闭接点闭合，为合闸操 作做好准备。 ｔ０ … … ｌｎ３Ｘ１ ８［）１ＺＪ ８０３ １ 闭锁重 合闸＼— ｌＧＫ 至 ｌｎ３Ｘ２ ＤＬ ８０５ 弹簧未 储能—— ｌｌｎ３Ｘ３ 豆 互 断路器 位置８０７ —— ｌｎ３Ｘ４ ７ 夏 １Ｇ刀闸 位置８０９ —— ／ 旦 砬 ｌｎ３Ｘ５ ２Ｇ刀闸 位置 ｌ ８１１ ＿—— １１ 砭 １ｎ３Ｘ６ Ｘ６图５改造后信号回路图 原来合闸回路中的ＣＫ常开接点（７和８）和信号回 路中的ＣＫ常闭接点（５和６）分别被中问继电器的ｚＪ常 闭接点、ＺＪ常开接点代替。 ３ 结语 通过对３５０断路器控制信号回路的改造，避免 （下转第６ｌ页） 一５１— 太阳能蓄电池混合电力调节器开发 电工电．＿【 （２０１０ Ｎｏ．３） 路，而是利用境界型柔软切换控制来实现的。 较大，但逆潮流中ＲＰＲ动作，利用其动作信号使ＢＣ２ 如图２所示的ＤＣ／ＯＣ变换器基本回路中，让输 停止的同时，由于ＳＷｌ进行“开”动作，变成非夜 入电流 ～ 在不连续型与连续型的边界附近动 间充电电力逆潮流的情况。 作；为此，电感值 及利用通过高速选样捡出的输 就夜间时间带２３：Ｏ０～７：００而言，由系统供给 入输出电压值 、 ，运算由于ＦＰＧＡ而产生半导 负荷电力，同时，也往夜间电力有效利用蓄电系统 体开关（Ｓｗ）的开、关时间并控制。 装置充电。还有，关于利用太阳能发电电力出力变 ‘ ｆｌ ＣＯＮＶ１ ｆｌ。ＬＩｔ ｉｏｍ 动控制用蓄电装置的充放电动作而负荷平衡化的效 果，在此不再赘述。 混合式电力调节器装置的规格见表１。 表１ 混合式电力调节器的规格 变频器方式 电压型电流控制 绝缘方式 非绝缘（无变压器） 电器方式 单相２线 ＩＮＶ输入电压 ＤＣ ３５０ Ｖ一定控制 ＩＮＶ输出电压 ＡＣ（２０２＋２０）Ｖ ＩＮＶ额定容量 ５ ｋＷ ＣＨＯＰ（ 阳能电池用）输入电压 ＤＣ １８Ｏ～３３５ Ｖ ３ ｋＷ 图２ ＤＣ／ＤＣ变换器基本回路（ＣＨＯＰ为例） ＣＨＯＰ（太阳能电池用）额定容量 ＢＣ１（蓄电装置１）输入电压 ＤＣ １２Ｏ～１６８ Ｖ 在二极管完全逆恢复后，使开关闭合、打开切 ＢＣ１（蓄电装置１）额定容量 １ ｋＷ ＢＣ２（蓄电装置２）输入电压 ＤＣ １６８～２３５ Ｖ 换，结果实现了零电流切换。闭合及打开时发生的 ＢＣ２（蓄电装置２）额定容量 ２ｋＷ 损耗从原理上计算应为零。当闭合及打开切换时，因 综合效率 ９５％ 切换装置的浮游电容而形成零电压切换，不发生损 尺寸 ７７０ｉｎｏｔ×１９５ｆｉｌｍ×３ｌ０ｍｍ 耗。变换器的效率，在升压动作时达９７．８％，而在 ４结语 降压动作时达９８．５％。 太阳能蓄电池混合电力调节器系统已经开 ３系统规格及试验 发，使用本系统可有效利用太阳能发电电力与夜 问电力。对电力公司而言，由于夜问电力消费量的增 在太阳能发电电力小的朝、夕时刻，利用太 大而负荷平衡化；对用户来讲则期待电费降低。 阳能发电电力与夜间蓄电电力（下称“夜间充电电 另外因电池的并用，在逆潮流期间对配电系统 力”）对用户负荷供给电力。在此期间，利用基于 的电压上升抑制也容易进行。为普及本系统，认为 受电电力监视系统指令值买电最小控制（按本文验 今后降低蓄电池及太阳电池的价格成本及提高锂系 证约５００ Ｗ）的进行，在向系统不能逆潮流的范围，有 电池组的可靠性、安全性是必要的。 效利用夜间充电电力。 （杨钦慧供稿） 从ｌ０点钟左右开始，太阳能发电消耗电力负荷 收稿日期：２００９ １０—１２ （上接第５ｌ页） 了同一片行程开关上接点间拉弧短路所导致的保护 ［Ｊ］．电世界，２００５（３）：３１． 装置直流电源空开和操作电源空开跳开现象，从而 ［２］张涛．防止自动化保护中断路器合闸线圈烧毁浅探 确保了断路器运行操作的正确性和稳定性。 ［Ｊ］．农村电工，２００７（５）：３４． ［３］吕德胜．断路器合闸线圈和接触器烧毁现象分析及防 参考文献 范措施［Ｊ］．景德镇高专学报，２００８，２３（２）：１０—１１． ［１］徐益飞．断路器弹簧操动机构行程开关故障的处理 收稿日期：２００９—１０—１５ ６１
