隔離開關(guān)控制回路故障處理與閉鎖技術(shù)研究

趙東森，劉汝明，萬磊，趙磊

（1.國網(wǎng)寧夏電力公司銀川供電公司，銀川750001；2.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東濟(jì)寧272000）

隔離開關(guān)控制回路故障處理與閉鎖技術(shù)研究

趙東森1，劉汝明2，萬磊2，趙磊2

（1.國網(wǎng)寧夏電力公司銀川供電公司，銀川750001；2.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東濟(jì)寧272000）

以CJTKA／B型隔離開關(guān)為例，結(jié)合其電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制回路闡述工作原理，分析控制回路故障并總結(jié)提出查找故障的方法，包括兩分法和電壓法／電筆法。以雙母線接線的線路間隔隔離開關(guān)的操作閉鎖回路為例，討論隔離開關(guān)的閉鎖技術(shù)。

隔離開關(guān)；電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)；控制回路；閉鎖

0 引言

隔離開關(guān)是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，其分、合閘操作及其電氣閉鎖均是由控制回路實(shí)現(xiàn)的，以CJTKA／B型電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行分析。

CJTKA／B型完善化改進(jìn)型電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)屬于戶外用動(dòng)力式機(jī)構(gòu)，用于隔離開關(guān)或接地開關(guān)的分、合閘操作?？蛇M(jìn)行遠(yuǎn)方控制，也可以就地電動(dòng)控制或利用手柄進(jìn)行人力操作。CJTKA／B型電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)機(jī)、機(jī)械減速傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、聯(lián)鎖裝置及箱體組成。

1 隔離開關(guān)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理

隔離開關(guān)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制回路如圖1所示。

圖1 CJTKA／B型電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制回路原理

1）電動(dòng)分閘。按下分閘按鈕（SB2），分閘接觸器（KM2）線圈接通，分閘接觸器常開（動(dòng)合）接點(diǎn)閉合并自鎖，使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪蝸輪減速裝置，操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與主軸相連的隔離開關(guān)分閘。當(dāng)主軸接近分閘終點(diǎn)位置時(shí)，裝在蝸輪上的彈性壓片使終點(diǎn)限位開關(guān)（SP2）分開，切斷分閘接觸器的控制電源，接觸器常開（動(dòng)合）接點(diǎn)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)電源，機(jī)械限位裝置使電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)限制在分閘位置。

2）電動(dòng)合閘。按下合閘按鈕（SB1），合閘接觸器（KM1）線圈接通，合閘接觸器常開（動(dòng)合）接點(diǎn)閉合并保持，使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪蝸輪減速裝置，操動(dòng)機(jī)構(gòu)主軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與主軸相連的隔離開關(guān)分閘。當(dāng)主軸接近合閘終點(diǎn)位置時(shí)，裝在蝸輪上的彈性壓片使終點(diǎn)限位開關(guān)（SP1）分開，切斷合閘接觸器的控制電源，接觸器常開（動(dòng)合）接點(diǎn)斷開，切斷電動(dòng)機(jī)電源，機(jī)械限位裝置使電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)限制在合閘位置。

3）電動(dòng)停止。在分、合閘過程中需要中途停止時(shí)，可按下停止按鈕（SB3），斷開控制回路，使得分閘接觸器失電，斷開電動(dòng)機(jī)電源，操作停止。

交流三相電動(dòng)機(jī)回路如圖2所示。首先將三相電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)手搖至分合閘中間位置，然后將“分相、匯控”旋鈕切換至“分相”狀態(tài)，單相操作電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，查看分合方向是否正確，如反向?qū)㈦娫聪嘈蚍崔D(zhuǎn)，再次分合操作，直至分合正確。最后將A相、C相電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的“分相、匯控”旋鈕切換至“分相”狀態(tài)，按照B相單相操作方式操作。

圖2 交流三相電動(dòng)機(jī)回路原理

2 控制回路故障分析及處理

2.1 故障分析

控制回路故障主要表現(xiàn)為繼電器不吸合，包括3種故障情況。故障A：分合閘繼電器KM1、KM2均不吸合；故障B：分閘正常合閘接觸器不吸合；故障C：合閘正常分閘繼電器不吸合。故障A發(fā)生在公用回路的可能性很大。故障B和故障C說明公用回路完好，應(yīng)分別在分合閘回路中查找故障［1］。

2.2 處理方法

1）電阻測量法——兩分法。

將控制回路兩分為公用回路和非公用回路，如圖3所示。首先檢測公用回路，用電阻檔測量QF2下口至43端子。若不通，檢查熱偶繼電器CDH接點(diǎn)是否絕緣，行程開關(guān)SP3接點(diǎn)是否絕緣、斷線，停止按鈕SB3是否完好，聯(lián)鎖接點(diǎn)48、49是否開路；若通路，檢查上述各點(diǎn)是否損壞或虛接線。

圖3 兩分法分析控制回路

再將非公用回路兩分為合閘回路及分閘回路。對于故障B再檢查合閘回路，如圖3非公用回路部分所示。用電阻檔測量KM2-21至合閘按鈕SB1-2端子，若不通，可能是此回路的合閘按鈕不通、合閘接觸器21-22接點(diǎn)絕緣、KM1線圈斷線或者SP1接點(diǎn)絕緣造成的。

對于故障C再檢查分閘回路，如圖3所示。用電阻檔測量KM2-22至分閘按鈕SB2-2端子，若不通，可能是此回路的分閘按鈕、合閘接觸器21-22接點(diǎn)絕緣、KM2線圈斷線或SP2接點(diǎn)絕緣造成的。

2）電壓法／電筆法。電壓法是用萬用表測量各點(diǎn)對地電位以判斷故障點(diǎn)位置，電筆法是直接用電筆檢測線路各點(diǎn)處通斷情況以判斷故障位置。在利用二分法確定故障回路后，可采用電壓法／電筆法更加快捷地確定故障元件。以公用回路為例（如圖3所示），用萬用表或電筆依次測量a、b、c、d、e各點(diǎn)電位或通斷情況，測到電位異?；螂姽P不亮處即為斷路處。注意：當(dāng)用電筆測試直流時(shí)，應(yīng)該一只手接觸接地外殼，另一手執(zhí)電筆進(jìn)行測試。

3 隔離開關(guān)電氣閉鎖技術(shù)

為了防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，防止帶電合接地開關(guān)，必須對隔離開關(guān)和接地開關(guān)的操作設(shè)置電氣閉鎖。電氣閉鎖是利用接地開關(guān)、斷路器和隔離開關(guān)的輔助節(jié)點(diǎn)，在二次控制回路中按照相應(yīng)邏輯有條件的接入，用于控制電源回路的接通與斷開，從而達(dá)到控制一次設(shè)備的目的。以雙母線接線的線路間隔隔離開關(guān)的操作閉鎖回路為例進(jìn)行討論，系統(tǒng)接線如圖4所示。

圖4 雙母線系統(tǒng)接線

3.1 線路間隔內(nèi)的相互閉鎖

以001線路間隔為例，當(dāng)兩條母線分列運(yùn)行時(shí)，此間隔內(nèi)各隔離開關(guān)001-1、001-2及001-3的電氣閉鎖回路如圖5所示。

圖5 線路間隔隔離開關(guān)閉鎖原理

3.2 母聯(lián)斷路器位置對其他間隔倒閘操作的閉鎖

當(dāng)母聯(lián)斷路器及兩側(cè)隔離開關(guān)在合閘位置，即兩條母線并列運(yùn)行方式下，為了滿足在運(yùn)行中的線路單元帶電倒換母線創(chuàng)造條件，則設(shè)置了各間隔公用的小母線，供倒閘操作使用，其通常是在各間隔進(jìn)行環(huán)接。母聯(lián)間隔交流電源L在串接母聯(lián)開關(guān)000、隔離開關(guān)000-1及000-2動(dòng)合節(jié)點(diǎn)后編號變?yōu)長880，此即為倒閘操作小母線，如圖6所示［2］。

圖6 倒閘操作小母線示意

此時(shí)，任一線路或主變間隔隔離開關(guān)閉鎖回路由-2隔離開關(guān)（或-1隔離開關(guān)）動(dòng)合輔助節(jié)點(diǎn)，-012與-03接地刀閘動(dòng)斷輔助節(jié)點(diǎn)串聯(lián)組成，如圖7所示。

圖7 線路間隔倒閘操作原理

3.3 母線地刀對各間隔隔離開關(guān)的閉鎖

各線路間隔的隔離開關(guān)-1和-2，在操作過程中除了間隔內(nèi)斷路器、隔離開關(guān)和接地開關(guān)的閉鎖外，還應(yīng)受到相應(yīng)母線接地開關(guān)的閉鎖。當(dāng)1號母線接地開關(guān)019-021在合位時(shí)，所有線路和主變間隔的-1開關(guān)應(yīng)當(dāng)閉鎖不能夠進(jìn)行合閘操作。同樣，當(dāng)2號母線接地開關(guān)029-021在合位時(shí)，所有線路和主變間隔的-2開關(guān)應(yīng)當(dāng)閉鎖不能夠進(jìn)行合閘操作。提出了此閉鎖回路的兩種實(shí)現(xiàn)方式：設(shè)計(jì)回路并借助倒閘操作小母線的電纜實(shí)現(xiàn)閉鎖和設(shè)計(jì)獨(dú)立的回路實(shí)現(xiàn)閉鎖［3］。

設(shè)計(jì)回路并借助倒閘操作小母線的電纜實(shí)現(xiàn)閉鎖是在各線路或主變間隔內(nèi)的-1和-2控制回路中串接相應(yīng)母線接地開關(guān)的動(dòng)合節(jié)點(diǎn)，已達(dá)到閉鎖的目的。由于倒閘操作小母線具有串接各間隔的條件且實(shí)際的倒閘操作小母線電纜已存在，可利用此電纜實(shí)現(xiàn)回路閉鎖，如圖8所示。各間隔-2隔離開關(guān)受2號母線接地開關(guān)閉鎖的原理同圖8。此方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省電纜，減小工作量，但缺點(diǎn)是一旦出現(xiàn)一個(gè)斷點(diǎn)則存在某些或全部間隔開關(guān)不能操作的可能性。

為了增強(qiáng)閉鎖回路的可靠性，可設(shè)計(jì)獨(dú)立的回路實(shí)現(xiàn)閉鎖，即各間隔的閉鎖回路相互獨(dú)立，不采用環(huán)接的方式。另外，為了避免因母線接地開關(guān)的動(dòng)合節(jié)點(diǎn)損壞造成回路斷路的現(xiàn)象，可在回路中采用兩個(gè)接地開關(guān)動(dòng)合節(jié)點(diǎn)并接的方式來增加可靠性，設(shè)計(jì)如圖9所示。這種方式增強(qiáng)了可靠性，但使用的電纜多，增加了成本。

圖8 借助倒閘操作小母線電纜實(shí)現(xiàn)閉鎖的原理

圖9 設(shè)計(jì)獨(dú)立回路實(shí)現(xiàn)閉鎖的原理

4 結(jié)語

闡述了隔離開關(guān)電動(dòng)操作控制回路的工作原理和實(shí)際工作中所遇到的隔離開關(guān)控制回路所出現(xiàn)的故障進(jìn)行歸納提出查找故障的方法。包括將控制回路劃分為公用回路與非公用回路，非公用回路又進(jìn)一步劃分為合閘回路與分閘回路的兩分法；以及用萬用表或電筆簡單直接查找故障點(diǎn)的電壓法／電筆法。并對隔離開關(guān)的電氣閉鎖回路進(jìn)行了探討，提出了母線地刀閉鎖各間隔隔離開關(guān)的兩種實(shí)現(xiàn)方法。

［1］王新憲.控制回路故障診斷與處理3例［J］.電世界，2012（12）：32-33.

［2］傅禹，黃翔，周利明.變電站防電氣誤操作閉鎖系統(tǒng)研究［C］.中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)：云南電力技術(shù)論壇，2007.

［3］楊海明.電氣防誤閉鎖技術(shù)探討［J］.科技信息，2011（21）：772，629.

Isolating Switch Control Circuit Fault Processing and Locking Technology

ZHAO Dongsen1，LIU Ruming2，WAN Lei2，ZHAO Lei2
（1.State Grid Yinchuan Power Supply Company，Yinchuan 750001，China；2.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jining 272000，China）

Working principle of isolating switches is illustrated and the control circuit fault is analyzed，with the electric actuator control loop of the CJTKA／B type isolating switch as an example.Methods to find the fault are summarized，including the dichotomy method and voltage／electroprobe method.The isolating switch locking technology is discussed，taking the locking loop of double busbar connection isolating switch as an example.

disconnector；electric operating mechanism；control circuit；lockout

TM77

B

1007－9904（2015）04－0074－04

2014-11-12

趙東森（1987），男，主要從事繼電保護(hù)工作；

劉汝明（1984），男，技師，主要從事繼電保護(hù)工作；

萬磊（1985），男，技師，主要從事繼電保護(hù)工作；

趙磊（1985），男，工程師，主要從事繼電保護(hù)工作。