控制回路断线是变电站的常见缺陷,其最直接的危害是导致故障发生时开关无法正常分闸,从而扩大事故范围,属于危急缺陷,需尽快处理。
什么是控制回路?
通常,变电站内二次回路分为交流回路和直流回路。
交流回路包括电流回路和电压回路,分别指由电流互感器和电压互感器二次绕组首端流出,供电给计量、测量、保护的电流、电压线圈,再回到绕组末端的回路。
直流回路则指站内直流电源到二次设备的控制、保护、信号、事故照明等全部回路。
控制回路则分属直流回路,用于实现对一次设备进行电动分、合闸操作。
以常规10kV开关柜为例,图1展示了简化版本的断路器控制回路构成。
图1 断路器控制回路构成
DL是开关位置节点,在合闸回路中DL为常闭节点、分闸回路中DL为常开节点;
S1为弹簧储能节点,只有当弹簧已储能时才能导通,所以只有弹簧储能后才能通过电动机构合上开关;
S2为合闸闭锁电磁铁辅助接点,一般在开关柜后柜门闭合时表现为导通;
HJ和TJ相当于合闸/分闸把手。HWJ为合闸继电器,TWJ为分闸继电器。
控制回路工作原理
当开关处于分闸、储能状态,合闸回路的DL和S1两个节点连通,且开关柜后柜门闭锁S2导通,此时跳位继电器TWJ线圈得电励磁,TWJ常开节点接通,LD绿灯指示灯亮。
图2 开关分闸、储能状态下
断路器控制回路原理示意图
收到合闸指令后,HJ节点瞬间闭合,构成合闸回路(HJ-重合闸压板-DL-S2-S1-合闸线圈),合闸线圈得电,断路器合闸动作。
合闸到位后,合闸回路中常闭节点DL打开,合闸回路被切断,分闸回路中常开节点DL闭合,合闸位置继电器HWJ励磁,HWJ常开节点接通,HD红灯指示灯亮。断路器合闸完成,并为分闸创造条件。
图3 发出合闸指令后
断路器控制回路原理示意图
收到分闸指令后,TJ节点瞬间闭合,构成分闸回路(TJ-跳闸压板-DL-跳闸线圈),跳闸线圈得电,断路器分闸动作。分闸到位后,回路将回到图2所示分闸、储能状态。
控制回路断线故障分析
控制回路断线的信号回路由TWJ常闭接点和HWJ常闭接点串联构成,当两个继电器同时失压失磁、常闭节点同时闭合时,回路接通,发出报警信号。
图4 控制回路断线监视回路示意图
控制回路断线信号的发出可能是由于回路出现了“断点”,也可能是种种原因导致的误报。例如,开关分合闸时,由于开关动作需要时间,位置继电器触点切换不完全同步,会有一段很短的延时,这个延时也可能造成控制回路断线信号的误报,但会立即复归。另外,小车检修,航空插头拔出等正常活动,由于短暂地破坏了回路完整性,也会造成控制回路断线告警。
控制回路断线故障处理
发生控制回路故障报警后,可以按如下步骤进行处置:
1.检查信号是否误报:
查看后台、保护装置,或检查分、合闸指示灯,判断开关是否确实发生控制回路断线。
2.排查回路“硬件”情况:
(1)开关位置接点(DL)异常;
(2)弹簧储能电机的相关辅助接点松动或异常导致弹簧储能接点(S1)断开;
(3)合闸闭锁电磁铁故障不励磁而不能闭合,使接点(S2)断开;
(4)分闸/合闸线圈故障烧坏导致分/合闸回路断线;
(5)回路中其他电气元件故障,导致回路断开。
3.排查故障出现范围:
若开关处于分闸状态,一般是合闸回路有问题,此时不能正常合闸,合闸状态反之。
合闸和分闸回路中,分别有一个“黄金分割点”,在合闸回路中,这个节点为对应端子箱的137(分闸107)接点。这个节点对前是保护屏,对后是分闸线圈。若对地电压为负,则在二次回路上寻找故障;反之,应在一次部分,也就是机构箱查找问题。
图5 “黄金分割点”位置示意图
划定范围后,可以用万用表逐步对各个节点进行检查,找出回路断开的部分,采取紧线、换线圈、调整弹簧储能等措施,将回路恢复正常。