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開關分合閘控制回路分析

1 故障實例
(1) 某220 kV變電站值班員在進行一條220 kV線路開關操作時，　發現操作指示燈紅、綠燈都不亮，開關合不上，當即檢查指示燈泡，沒有發現異常。幾十分鐘后，變電站發生直流接地，通過拉合各出線間隔控制電源閘刀，發現該220 kV線路開關控制回路合閘線圈燒毀并接地。經調換該線圈，調整開關機構，并做開關分合閘試驗合格，故障排除。幾個月后，保護人員對該線路保護進行周期性定期校檢，發現手合繼電器有過熱痕跡，其自保持電流線圈對電壓線圈之間絕緣已不良，原因是開關合閘線圈燒毀故障時，手合繼電器自保持線圈通電時間過長。
(2) 某220 kV變電站，繼保人員在做110 kV線路保護定校的傳動試驗時，　發現開關紅、綠燈不亮，燈泡好，開關動作正確；十幾分鐘后，開關不能動作，“控制回路斷線”光字牌亮；經檢查合閘線圈已燒斷，原因是開關輔助接點調整不到位引起。
2 故障分析
(1) 兩起故障存在一個共同點：在操作開關時，紅、綠燈都不亮，燈泡好，說明開關合閘(或分閘)位置繼電器回路有問題。
(2) 紅、綠燈不亮，有兩種可能。一種可能是開關合閘(或分閘)位置繼電器損壞。另一種可能是開關合閘(或分閘)自保持回路動作，自保持繼電器接點短接合閘(或分閘)位置繼電器線圈，使合閘(或分閘)位置繼電器失磁，紅、綠燈不亮。
(3) 從開關合閘(或分閘)動作電壓過高，會造成開關合閘(或分閘)自保持回路斷不開，故障實例1就是這樣。操作開關，開關不動，自保持回路就長時間通電，一直到人為拉開開關合閘(或分閘)控制電源閘刀，自保持回路才能斷開，否則就會燒壞合閘(或分閘)線圈或繼電器自保持線圈或組合裝置保護內部較細的自保持回路連接線。
(4) 開關動作正常，若此時開關機構中的分、合閘輔助開關接點切換不到位，使自保持回路斷不開而損壞分、合閘線圈或繼電器自保持線圈，故障實例2就是如此。據統計的十幾例此類故障，發現開關輔助接點切換不到位占此類故障的80%以上。因此對這類故障，重點要查開關輔助接點的切換。
3 防范措施
(1) 在高壓開關定期預試、檢修中，要認真做好開關的分、合閘試驗，確保80%額定電壓傳動試驗正確；要認真對開關機構中的輔助開關、微動開關接點進行檢查，定期加油潤滑。
(2) 開關操作過程中，一旦發現開關分、合閘紅、綠燈不亮(220 kV開關會有三相紅綠指示燈同時不亮)，馬上將開關控制電源短時斷開一下，使開關分、合閘自保持回路斷開，再作下一步檢查。
4 改進方法
除上述防范措施外，還可做一個故障判別繼電器串接在開關控制電源總熔絲或閘刀下，達到自動斷開故障的自保持分、合閘回路的目的。
4.1 故障判別繼電器的設計原理
開關分、合閘過程中，直流電流由小到大，到開關分、合閘動作后又會變小。　當高壓開關操作時，控制電源電流由小變大，若保持若干秒以上不降下來，即判定開關自保持回路有故障，繼電器動作一次，使控制電源斷一下電，　釋放開關分、合閘自保持，并發出開關分、合閘自保持回路故障信號。
4.2 故障判別繼電器的設計原則
(1) 判別電路內阻要小，必須滿足開關分、合閘時控制回路總壓降不大于5%；
(2) 判別有故障的連續電流時間，必須大于保護動作最長跳閘時間＋重合閘時間＋后加速跳閘時間＋試驗變壓器足夠時間裕度，一般取10～20 s為宜。如果不到這個時間，連續大電流消失，就判別回路正常，計時自動清零；
(3) 判別(bie)繼電器的(de)動(dong)作電流(liu)(liu)整定值Izd應大于高壓開(kai)(kai)關不操作時(shi)的(de)開(kai)(kai)關控制電源總(zong)電流(liu)(liu)Izc，小于高壓開(kai)(kai)關操作時(shi)的(de)最小開(kai)(kai)關控制電源總(zong)電流(liu)(liu)Icz(有開(kai)(kai)關分相(xiang)操作時(shi)，此電流(liu)(liu)為單(dan)相(xiang)開(kai)(kai)關操作時(shi)的(de)電流(liu)(liu)總(zong)電流(liu)(liu)