组合电器刀闸控制回路优化分析

组合电器刀闸控制回路优化分析

张国旭

（河北省电力公司检修分公司石家庄050071）

摘要：西安西开电气的室外GIS设备在变电站投入使用，在安装调试过程中发现其二次控制回路功能上存在不完善的地方，刀闸交流电机回路在断开电源的情况下，控制回路发出分（合）闸指令后，当刀闸交流电机回路电源一接通，刀闸不用手动操作自行分合，可能导致开关刀闸的误分合，本文提供了一些解决方法，同时也提出了一些可以进一步优化和改进的地方，可供其他单位安装调试时参考和借鉴。

关键词：CIS；交流电机回路；控制回路

1验收刀闸时发现异常现象

某变电站220kV线路验收过程中，运维人员按照验收细则对刀闸五防逻辑、操作性能、二次回路进行试验，在操作某个间隔时，运维人员合上刀闸控制电源，插入五防钥匙，操作刀闸切换把手，发现刀闸未动作，检查发现刀闸电机电源未合，随即合上刀闸电机电源，准备操作刀闸合闸把手操作刀闸时，发现刀闸电机突然运转，刀闸自动合上。运维人员立即将上述情况汇报验收组，验收组立即组织厂家、施工人员、检修人员对刀闸进行检查。

2刀闸二次回路的存在问题分析

运维人员为了搞清该刀闸动力电源未合闸情况下，刀闸自动合闸异常情况进行分析。运维人员首先怀疑是刀闸电机动力电源是否存在问题，是否辅助触点有无粘连现象，先将电源断开，将触点控制的另一端的线取下，然后用万用表欧姆档量下，然后按下试验端头的三个主触点都导通，测量线圈绕组为200欧姆左右，说明刀闸电机动力源电无问题。检查刀闸电机控制回路，未发现异常。即然刀闸电源回路、控制回路都无异常。进一步研究图纸，发现组合电器的隔离开关电气回路在设计上主要存在的问题如图1所示：

刀闸正常运行时，刀闸电机电源和控制电源分别取自两个普通的断路器QF1、2。当刀闸动力回路的电机电源小开关QF1在断位，刀闸控制回路小开关QF2在合位。一旦刀闸五防电编码锁接通，隔离开关的分合闸切换开关SM1切至“OFF”分闸位置（或“ON”合闸位置），分闸交流接触器KA动作（合闸交流接触器-KE），其分闸交流接触器KA（合闸交流接触器-KE）其常开接点闭合，自保持回路接通，但此时刀闸动力回路未接通，刀闸电机不运转，刀闸不能进行分闸（合闸）操作。如果此时操作人员将刀闸电机电源关QF1合上，电动机动力回路将接通，继续执行分（合）闸指令，刀闸不用手动操作切换开关SM1自行分合，如果不妥善解决则会造成刀闸误分、误合。

图1原方案隔离开关电动操作回路

3改进措施

针对刀闸控制回路存在“记忆”功能问题，我们要从回路上进行设计、改造，完善刀闸二次回路，消除设备缺陷，设计了如下两种方案。

3.1隔离主开关电动操作回路改造方案一：

针对改造前存在的安全问题，考虑刀闸电机电源为普通交流接触器，不带辅助触点，从电源回路上做了如下改进：首先对刀闸电机电源QF1进行更换，采用带辅助触点的交流接触器，将其QF1常开辅助触点串接在刀闸控制回路当中。进行就地合闸（分闸）操作时，只有刀闸电机电源小开关QF1先合闸，线圈励磁，其辅助触点1-2闭合后，其刀闸控制电源回路才能接通，将SM1分合闸切换开关切至合闸（分闸）位置，合闸交流接触器刀闸-KE（或分闸交流接触器KA）才能动作，其常开触点闭合，启动电机进行合闸（分闸）操作。从而有效防止了刀闸控制回路存在“记忆”功能，可能导致刀闸误操作。

图2改造方案1隔离开关电动操作回路

3.2隔离主开关电动操作回路改造方案二：

为保证电动操作的安全可靠，电动操作回路中对QF1、2两个普通断路器进行了更换。其QF1采用带辅助触点的断路器，断路器QF2采用带脱扣线圈的断路器。其电气回路图如下所示：QF1常闭辅助触点串7-8接在断路器QF2中。只有当断路器QF1闭合，其常闭辅助触点7-8打开，断路器QF2线圈失电，断路器QF2才能合闸。保证了动力电源QF1的优先级，只有在断路器QF1先合闸的情况下，断路器QF2才能合闸。从而有效防止了刀闸控制回路存在“记忆”功能，保证隔离开关分合闸的可靠性。

图3改造方案2隔离开关电动操作回路

3.3两种方案比较：

方案一的优点：从原理上讲结构简单，设计回路不复杂，安装调试容易，工作量小，维护方便，容易改造。保证缺点：可靠性不高，如果交流接触器QF1常开辅助触点发生粘连，还会有可能产生刀闸记忆功能，从而会造成刀闸误分、误合现象，危害人身及设备安全，所以该处理方案不够理想。

方案二的优点：通过对刀闸控制回路存在的问题进行了深入分析，发现问题的关键在于如何从根本上消除刀闸记忆功能存在，在查阅相关资料并综合考虑，提出了交流电源与直流电源之间的操作先后顺序的设计思路，保证了人员操作安全，从根本上消除了误合、误分刀闸现象。通过方案实施后，在之后反复操作过程中，验证了刀闸记忆功能已被彻底消除，不再出现。

4整改及防范措施

4.1把好设备验收关

（1）要做好可研初设审查验收需由组合电器专业技术人员提前对可研报告、初设资料等文件进行审查，并提出相关意见。

（2）在对设备进行出厂验收时加强设备制造环节质量监造，通过厂内安装工艺见证卡等手段提高工艺，从源头入手有效控制出厂设备质量。

（3）设备竣工前期，应按照不同的试验项目及标准检查安装记录、试验报告等资料。

4.2把好设备改造

（1）隔离开关分合闸到位限位开关和切换运作时间应调整正确，时间过短会导致分合闸未到位，电机停止运转；时间过长，则达不到保护电机的要求。

（2）控制电源要注意与机构箱接触器电源一样，本次改造的分合闸电压是220V，如使用原380V会烧接触器。

（3）改造后测闭锁回路绝缘电阻应大于2MΩ。

（4）按规定对接触器做80%的动作电压试验。

（5）隔离开关改造后，要手动操作后才能电动操作。第一次操作要用手柄把机构摇到中间位置，启动电机，观察开关输出轴运动方向是否和分合闸一致，如不一致应马上断开电源，调整电机相序。机构摇到中间位置是防止相序接错，电机启动后打坏开关本体。

4.3加强巡视检查与维护

（1）运维单位应注意加强巡视检查，结合设备停电时期，做好刀闸一、二次回路试验、检查、传动工作，及时发现设备质量、工艺问题。

（2）强化相关人员的培训，提高其专业技术，在设备安装前，相关人员必须强化安全指南学习，事先准备好相关的设计图纸以及基础资料，操作前要将相关电源全部分开，将二次回路继电器全部恢复为正常状态。

5结束语

以上针对220kV刀闸回路所存在的缺陷进行了分析，其改造原理简单，投资小，按以上方案修改完毕后，消除了刀闸控制回路记忆功能，保证了运行人员操作安全可靠，隔离开关二次回路改造后，使的整个变电站的防误功能得到加强，保证了运行操作安全性，防止刀闸发生记忆回路功能产生，对保障电力系统的安全可靠运行有着很重要意义，更加有利于变电站的安全稳定运行。

参考文献：

[1]竺懋渝，王伟，王建明.隔离开关完善化改造[J].农村电气化，2008，（1）：51-53

[2]胡慧贞.变电站刀闸电气闭锁回路缺陷分析及解决方法研究[J].中国水能及电气化，2011，（5）：63-66