《电力与电工》杂志投稿合闸继电器抖动及自动吸合现象分析

所属栏目:工业设计论文 发布日期:2015-01-07 15:36 热度:

  【摘 要】 本文就隔离开关安装中出现的分、合闸继电器抖动及隔离开关自动分、合问题进行了分析。指出问题的原因是在长电缆分布电容作用下,继电器动作功率过低造成。并提出解决办法。

  【关键词】 《电力与电工》,隔离开关,分布电容,继电器

  1 引言

  在某站500千伏隔隔离开关新装调试过程中,二次工作人员发现有多把隔离开关的控制、闭锁回路中有强烈感应电干扰现象,很多隔离开关的分、合闸接触器接点有抖动现象,在解锁条件满足的情况下,个别隔离开关会出现自动分合的现象。

  2 问题的具体现象

  (1)微型继电器频繁抖动。当SA1切至“近控”位置,而解锁条件未满足时,按分、合闸按钮SB1、SB2,分/合闸微型继电器KA5、KA6的接点有抖动现象,现场测得接触器线圈两端电压为交流20V至70V不等,接点抖动频率较高。

  (2)“记忆”效应。在反复进行试验后发现,当解锁条件不满足的情况下而不操作KK(或控制室监控系统不发操作命令)时,则无隔离开关自动分合的现象。只有当解锁条件不满足而又操作过KK(或控制室监控系统发操作命令)时,就会出现隔离开关和接地隔离开关自动分合的现象。用万用表测量感应电压,不操作时电压较低,仅为交流50V左右;操作后电压较高,为交流150V左右,且对地放电无法消除,好像操作过KK开关后,产生了“记忆效应”,这对系统网架的安全运行是十分不利的。

  3 对隔离开关问题的检查

  为发现问题原因,首先与以往其他工程进行了比较,新装间隔有2个明显特点:

  (1)改造工程没有采用就地保护小室的布局,最远端的一隔离开关二次遥控电缆长约1100米。

  (2)该批隔离开关厂方对KA5、KA6分、合闸继电器重新选型,降低了动作功率(4.5VA)从而改变了回路参数。

  二次工作人员随后对整个控制回路进行了全面排查:

  (1)检查二次回路,在反复试验、多次核对回路,排除二次回路问题。

  (2)检查了整个隔离开关回路的绝缘,未发现任何异常情况,因此绝缘原因被排除。

  (3)检查了所有电缆的接地系统,确认所有电缆屏蔽层接地良好后断开所有交直流电源,用数字万用表测试每根电缆芯的对地电压,最高的一根仅10V左右,这个电压根本不可能使任何一个继电器动作。

  (4)检查了所有隔离开关的驱动电机回路,没有一个是与控制电缆并用一根电缆的。考虑到电感储能W=1/2・L・i2,电缆的自感系数L很小,时间常数极短,且要电流很大才能引起干扰,不能解释接触器抖动与“记忆效应”的现象,电缆的自感作用也被排除。

  (5)用数字万用表试着测试889回路对地电容,竟然有0.2μF,则容抗Xc=1/(2лfC)=16KΩ,与微型继电器线圈阻值接近,使KA5、KA6抖动甚至动作是完全有可能的。感应电干扰的根本原因很可能是电缆间的分布电容。

  4 对隔离开关问题的解释

  首先根据操作回路图(见附图一)画出整个隔离开关操作回路电缆的分布电容图,其中QK为远/近控切换开关,KK为分/合闸开关,SB2为机构箱内合闸按钮。如图所示(分闸回路完全一样)测得了这些电容的容量(如表1所示)。

  下面试图从原理上对问题进行分析:

  (1)近控位置KA5、KA6抖动的原因:如图所示,当SA1切至近控,按下SB,此时虽然零相的闭锁接点未开放,但889到测控单元的长电缆的分布电容却串在KA5、KA6与大地间,该电容用万用表测得有0.2μF左右,此时KA5、KA6等于并在901对889的电缆电容C4两端,(C4约 0.4μF),由于KA5、KA6的接点未闭合时磁阻很大,KA5、KA 6的电感小,电阻大,根据电路原理估算约有10至50V(实测KA5、KA6的端压约20至70V),KA5、KA6在C5的分布电容作用下产生抖动。

  (2)操作KK后KK复位,此时KA5、KA6只与C2、C5、C7有关。由于C2容量大,当手动操作KK时等于给C2充了电,由于没有其它放电回路,C2的电压一直被保留,当解锁后C5、C7被短掉,C2的电荷就通过KA5、6放电,使KA5、6误动。最后的几次实验证实了这一分析,共做了约7次实验,其中有4次出现隔离开关自动合分的现象。

  5 结语

  通过分析可以看出上述继电器抖动、自动分合闸现象均由电缆分布电容和接触器KA5、KA6共同作用产生,而电缆分布电容又是固定的,因此只有改进KA5与KA6,使其动作功率加大。对KA5、KA6并联电阻看起来最为简单却埋下隐患。因为断线、元件损坏是有可能发生的,而KA5、KA6必将误动,对于这种无法预控的情况必将引发严重后果。因此必须从根本上进行解决――对 KA5、KA6重新选型。

  6 现场验证

  (1)对KA5、KA6并联2KΩ、20W电阻。现场观察,确实可以消除上述问题。但如上所述,只能作为临时补救措施,不可长期使用。

  (2)重新选配了MOLLER继电器,根据其提供的参数看动作功率达到22VA,而FINDER继电器动作功率只有4.5VA,两相比较已有了较大提高。到现场进行更换验证,更换前FINDER继电器抖动现象明显,更换为MOLLER继电器后之前的异常现象全部消失。

  参考文献:

  [1]国家电力调度通信中心编.电力系统继电保护实用技术问答.北京:中国电力出版社,1999.

  [2]邱关源著.电路原理.北京:高等教育出版社,2002.

文章标题:《电力与电工》杂志投稿合闸继电器抖动及自动吸合现象分析

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