高壓開(kāi)關(guān)柜直流控制電源和繼電保護(hù)的改進(jìn)方案

摘要：文章對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜直流控制電源和繼電保護(hù)的改進(jìn)方案進(jìn)行了分析。在對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的直流控制電源和繼電保護(hù)進(jìn)行一定的改進(jìn)后，體系當(dāng)中的開(kāi)關(guān)柜讓線(xiàn)圈燒毀的原有概率得到有效的縮減，啟動(dòng)的速率也得到了增加，跳閘的配件也變得更加穩(wěn)固。

關(guān)鍵詞：高壓開(kāi)關(guān)柜；直流控制電源；繼電保護(hù)；改進(jìn)方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）27-0039-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與變化，很多企業(yè)在技術(shù)上都進(jìn)行了提升與改進(jìn)，從而為企業(yè)帶來(lái)了更多的經(jīng)濟(jì)利益。在很多煤礦企業(yè)的電力系統(tǒng)中，都在使用高壓開(kāi)關(guān)柜來(lái)提供服務(wù)。對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)柜來(lái)說(shuō)，含有繼電保護(hù)裝置，在技術(shù)中使用了本源的保護(hù)原理、控制電源配置等先進(jìn)技術(shù)，在軟件和硬件中都對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，使得高壓開(kāi)關(guān)柜的安全性得到了有效的提高，保證了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？墒牵ㄟ^(guò)對(duì)實(shí)際的使用情況進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)高壓開(kāi)關(guān)柜結(jié)構(gòu)下的繼電保護(hù)還存在很多需要改進(jìn)的地方，需要不斷研究找出一種最佳狀況下的繼電保護(hù)。

1 對(duì)控制電源存在的問(wèn)題分析

1.1 問(wèn)題的情況分析

高壓開(kāi)關(guān)柜在工作使用過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)受到影響。如某煤礦企業(yè)，一礦采車(chē)間中安裝了幾臺(tái)大型的空壓機(jī)，設(shè)備的電機(jī)使用功率都比較的高，達(dá)到了250kW·h，電壓為6000V，電流為29.5A。為了使這些設(shè)備能夠正常地進(jìn)行工作，配置了高壓開(kāi)關(guān)柜，柜內(nèi)配備了很多的保護(hù)措施，其中含有直流控制電源，以促進(jìn)繼電保護(hù)。在使用的過(guò)程中，出現(xiàn)了一些問(wèn)題其中有直流控制電源的問(wèn)題。對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，高壓開(kāi)關(guān)柜中的繼電器線(xiàn)圈與線(xiàn)圈銜接的部分容易發(fā)生觸頭燒毀的現(xiàn)象；同時(shí)控制電源中的儲(chǔ)能電容器也很容易出現(xiàn)損壞的情況，嚴(yán)重的時(shí)候也容易發(fā)生爆炸的事情；由于這些原因，導(dǎo)致控制電源在使用的過(guò)程中出現(xiàn)故障，斷路器就不能夠正常地進(jìn)行自動(dòng)跳閘，影響開(kāi)關(guān)柜的工作效果，從而使得各種機(jī)器設(shè)備受到損壞。在對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行故障分析，得知在開(kāi)關(guān)柜當(dāng)中的直流狀態(tài)下的控制電源，在經(jīng)過(guò)一定的整流之后能夠輸出220V的電流，并有效地銜接起能夠被調(diào)和的新電源以及特有的合閘電源。當(dāng)控制電源事故發(fā)生后，可以使用萬(wàn)能表對(duì)直流電源進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)測(cè)出的電壓達(dá)到了340V左右，而工作中繼電器線(xiàn)圈帶有的額定電壓為220V，在儲(chǔ)能框架中的電壓容器因?yàn)閹в心蛪鹤饔?，電壓最高也維持在450V左右。對(duì)這些情況分析得出結(jié)論可知，控制電源在使用的過(guò)程中，斷路器在合閘時(shí)，線(xiàn)圈中將會(huì)產(chǎn)生很大的電流形成失壓現(xiàn)象；而當(dāng)合閘動(dòng)作完成后，這時(shí)電流裝置的輸出電壓始終維持在一個(gè)比較高的電壓狀態(tài)，使得整個(gè)系統(tǒng)都存在過(guò)壓的狀態(tài)，這樣就會(huì)把原來(lái)的繼電器以及銜接著的電容器損毀。在經(jīng)過(guò)了很多次的調(diào)和之后，把相關(guān)的一些觸發(fā)元件進(jìn)行更換，但是這樣的做法卻沒(méi)有能夠徹底的解決這些問(wèn)題。

1.2 問(wèn)題的解決辦法

根據(jù)上面的分析，就可以把開(kāi)關(guān)柜當(dāng)中的控制電源脫離開(kāi)直流狀態(tài)下的電源裝置，在裝置固有的交流側(cè)當(dāng)中引出新的電源。然后再銜接起半導(dǎo)體狀態(tài)下的二極管，這樣就能夠形成一個(gè)獨(dú)特的整流電路。經(jīng)過(guò)整流電路就能夠?yàn)轶w系當(dāng)中的控制電源設(shè)定出單獨(dú)框架下的供電路徑。在這種情況下控制電源的電壓就能夠穩(wěn)定在固定的數(shù)值上，讓現(xiàn)有的繼電安全能夠得到有效的保證。

2 電機(jī)啟動(dòng)帶來(lái)的問(wèn)題分析

2.1 問(wèn)題的情況分析

在某一時(shí)段內(nèi)，開(kāi)關(guān)柜當(dāng)中帶有的同步電機(jī)可能會(huì)在啟動(dòng)的瞬間產(chǎn)生過(guò)流跳閘的現(xiàn)象。在出口方位中的繼電器，就可能會(huì)損害了銜接觸頭，這樣的情況在實(shí)際的使用過(guò)程中是比較常見(jiàn)的，會(huì)極大地增加維修工作和維修費(fèi)用等，又會(huì)降低設(shè)備的生產(chǎn)效率。當(dāng)配件被毀損之后，就可能對(duì)常規(guī)狀態(tài)下的開(kāi)機(jī)通風(fēng)產(chǎn)生一定的干擾。如果斷路器是在少油狀態(tài)下，也就可能會(huì)毀損銜接著的動(dòng)靜觸頭。這樣也就會(huì)降低機(jī)器產(chǎn)出的油體質(zhì)量。對(duì)機(jī)器進(jìn)行維修的費(fèi)用就會(huì)增加，而且設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中還可能會(huì)存在很多的隱患。

2.2 問(wèn)題的解決辦法

開(kāi)關(guān)柜當(dāng)中的電機(jī)首先應(yīng)該要符合相關(guān)的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。在特定的兩相式情況下，電流的繼電器能夠?qū)捎玫乃贁啾Ｗo(hù)進(jìn)行供應(yīng)。在電流超過(guò)既定負(fù)荷的情況下，就可以啟動(dòng)過(guò)負(fù)荷狀態(tài)下的保護(hù)。而在整個(gè)的過(guò)程中，過(guò)負(fù)荷包含的每一個(gè)動(dòng)作都搭配著44A的整定電流，在實(shí)際的整定過(guò)程中需要消耗8秒鐘的時(shí)間。一次動(dòng)作情況下的整定電流能夠上升到355A，在經(jīng)過(guò)了認(rèn)真謹(jǐn)慎的檢查之后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)現(xiàn)有的啟動(dòng)電流還是要比對(duì)過(guò)流速斷狀態(tài)下的整定值小一些，在這樣一種情況下電流繼電器就很難能夠保證正常狀態(tài)下的動(dòng)作。開(kāi)關(guān)柜在實(shí)際的操作當(dāng)中出現(xiàn)振動(dòng)，這樣就可能會(huì)引起特有的保護(hù)誤動(dòng)，但是在經(jīng)過(guò)了相關(guān)的檢查之后就能夠很好地排除這種問(wèn)題的可能。電機(jī)在實(shí)際的啟動(dòng)過(guò)程中，在啟動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)上存在兩個(gè)獨(dú)特的分量：第一個(gè)是穩(wěn)定狀態(tài)下的周期分量；另外一個(gè)是交替著、非周期狀態(tài)下的分量。在這兩個(gè)分量當(dāng)中交替著、非周期狀態(tài)下的分量涵蓋的數(shù)值是最大的，它會(huì)涉及接入時(shí)段中的電網(wǎng)狀態(tài)。如果在接入的時(shí)間點(diǎn)上電源電壓帶有過(guò)零的情況，就可能會(huì)上升到最大的那種分量；如果在接入的時(shí)間點(diǎn)上電源電壓帶有的數(shù)值是最大的話(huà)，則會(huì)縮減到現(xiàn)有的最小分量。交替著、非周期狀態(tài)下的分量會(huì)隨著時(shí)間交替，然后慢慢地衰減。所以如果能夠有效地解決這一分量產(chǎn)生的保護(hù)干擾，就能夠解決合閘存在的問(wèn)題。在清楚了斷路器合閘存在的問(wèn)題之后就能夠找到有效的解決措施。對(duì)于非周期狀態(tài)的分量來(lái)說(shuō)當(dāng)數(shù)值越大的時(shí)候它衰減的速率也就更快一些。根據(jù)這樣一種特點(diǎn)就可以在體系的回路當(dāng)中增加特定的延時(shí)通道，采用這樣一種措施就能夠很好地回避掉尖峰電流引起的繼電干擾。在正常情況下，非周期的分量在經(jīng)過(guò)4秒鐘后就會(huì)衰減到零。考慮到現(xiàn)在開(kāi)關(guān)柜要素是多樣化的，就能夠設(shè)定出一個(gè)特有的動(dòng)作時(shí)間為0.4秒。

3 相關(guān)的改進(jìn)方案分析

3.1 繼電保護(hù)的安裝設(shè)置

對(duì)直流狀態(tài)下的控制電源來(lái)說(shuō)可以安設(shè)繼電保護(hù)。在對(duì)保護(hù)路徑進(jìn)行改進(jìn)之后，就能夠分出定時(shí)限的獨(dú)特保護(hù)以及兩相式的獨(dú)特保護(hù)，而根據(jù)給出來(lái)的保護(hù)時(shí)限就能夠畫(huà)出比較準(zhǔn)確的曲線(xiàn)，這樣就能夠?yàn)殚_(kāi)關(guān)柜搭配的繼電保護(hù)提供有效的依托。銜接著的相關(guān)軟件則能夠讓原來(lái)的處理成效得到有效的提升。可以依循制作出比較好的曲線(xiàn)，以及通過(guò)測(cè)量得到的電流數(shù)值，把描繪的曲線(xiàn)留在電源控制中。當(dāng)體系內(nèi)的電流出現(xiàn)故障的時(shí)候，就可以直接讀取電源控制當(dāng)中的數(shù)據(jù)，從而就能夠得到延時(shí)數(shù)值。如果電源的電流表現(xiàn)出遞增的現(xiàn)象，延遲的時(shí)段就可能會(huì)延長(zhǎng)；相反如果電源的電流表現(xiàn)出遞減的現(xiàn)象，延遲的時(shí)間就會(huì)縮短。如果能夠有效地解決這一故障，就能夠得到原始的那種數(shù)據(jù)。在合閘的時(shí)候體系當(dāng)中的線(xiàn)圈經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載的情況，為了能夠保證體系中的電壓更加穩(wěn)定，解決配件燒壞的問(wèn)題，在實(shí)際的檢查過(guò)程中就應(yīng)該要更加的仔細(xì)精準(zhǔn)。在對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和檢驗(yàn)的時(shí)候可以采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，這樣體系當(dāng)中帶有危險(xiǎn)的觸頭和線(xiàn)圈就能夠很好地被發(fā)現(xiàn)。對(duì)于日常的維護(hù)應(yīng)該要重視，這樣才能夠在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候及時(shí)解決。

3.2 對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜直流控制電源做好接納零序保護(hù)設(shè)置

直流電源與交流電源相比，其具有自己特有的體系，所以針對(duì)接納零序保護(hù)也必須采用特有的方式進(jìn)行，就需要對(duì)于高壓開(kāi)關(guān)柜中的三相電流回路進(jìn)行改進(jìn)，使其符合直流電源特有的接納零序保護(hù)裝置。在對(duì)電流回路進(jìn)行改造過(guò)程中，需要同時(shí)做好外部電壓態(tài)勢(shì)的銜接工作，一般采用互感器。通過(guò)這種保護(hù)措施的實(shí)施，將能有效地做好高壓開(kāi)關(guān)柜直流控制電源和繼電保護(hù)。當(dāng)高壓開(kāi)關(guān)柜中三相電流的態(tài)勢(shì)凸顯平衡態(tài)勢(shì)時(shí)，就不需要查驗(yàn)出零序電路。當(dāng)三相電流態(tài)勢(shì)失去平衡態(tài)勢(shì)時(shí)，就會(huì)形成零序電流，這時(shí)通過(guò)互感器，將把這些零序電流收集起來(lái)。當(dāng)收集到的電流高出了互感器設(shè)置的限度，合體系內(nèi)的接觸器就會(huì)斷開(kāi)電路，對(duì)開(kāi)關(guān)柜中的控制電源和繼電進(jìn)行保護(hù)。

3.3 建構(gòu)起接地的框架

繼電保護(hù)的獨(dú)特時(shí)間應(yīng)該要設(shè)定，然后構(gòu)建起能用的接地框架。對(duì)于二段式的新框架來(lái)說(shuō)，它和體系當(dāng)中的電阻相接，這樣就能夠提供比較精確的過(guò)電保護(hù)。開(kāi)關(guān)柜帶有的端口需要和獨(dú)特的零序保護(hù)相連接。在經(jīng)過(guò)核定之后就能夠得到體系當(dāng)中的過(guò)電保護(hù)。在對(duì)這一類(lèi)比的電源進(jìn)行直流控制的時(shí)候，應(yīng)該要接納已有的參數(shù)，這樣體系當(dāng)中的額定電流才能夠得到有效確定。

4 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜的直流控制電源和繼電保護(hù)進(jìn)行一定的改進(jìn)后，電源體系就能夠有效地覆蓋常規(guī)狀態(tài)下的繼電保護(hù)。體系當(dāng)中的開(kāi)關(guān)柜讓線(xiàn)圈燒毀的概率得到有效的縮減，啟動(dòng)的速率也得到了增加，跳閘的配件也變得更加穩(wěn)固?？捎玫睦^電保護(hù)能夠讓開(kāi)關(guān)柜的可靠性得到有效的提高，在實(shí)際的維修過(guò)程中就能夠減少必要的開(kāi)支。只有當(dāng)了解了那些比較常見(jiàn)的繼電故障之后，才能夠找出相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。

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作者簡(jiǎn)介：王麗麗（1986-），黑龍江齊齊哈爾人，湘西供電公司檢修公司變電二次運(yùn)檢班助理工程師，繼電保護(hù)高級(jí)工，研究方向：繼電保護(hù)。