10KV高压开关柜分合闸原理和典型问题分析

10KV高压开关柜分合闸原理和典型问题分析

张德 罗东远 张浩 宋保存 杨海超 方磊

首钢京唐钢铁联合有限责任公司 河北唐山 063200

摘要：10Kv开关柜是目前变电站最为常见的设备之一。借助开关柜的作用，可以完成包括电参量检测、供电管控等多方面的作用。分合闸是开关柜最为基础的功能之一，如若这一功能失常，势必会导致供电稳定性。故本文首先就开关柜的分合闸机理进行分析，之后就常见的分合闸故障原因进行探讨并给出应对措施。

关键词：开关柜；分合闸；10Kv；

引言：10Kv开关柜是变电站系统最为典型的构成之一，借助于该设备可以较好的实现对于电力系统的管控以及监测等作用^[1]。而实际运行过程中拒分、拒合、误动作等问题的发生，会导致电力系统的不稳定性，导致电能服务品质降低，影响产线的安全稳定生产。故此次探究的内容有着一定的现实意义^[2]。

1.10Kv开关柜分合闸原理

如下图所示为典型的开关柜断路器分合闸原理图。

图1开关柜分合闸原理示意图

如上图所示，包括手动分合闸转换开关QK、分合闸指示灯LD以及HD均处在10Kv开关柜面板上，以此来支持就地手动遥控以及分合闸指示。此次就就地分合闸操作予以分析。分合闸使用期间，首先把转换开关QK打至就地位置，利用手动方式将其转至分闸位置，此时QK的11以及12触点连通，并且给出分闸数据，电流自+km位置流入，通过1BS电编码锁，以及常开触点QF，最后为TQ跳闸及单机供电。该过程中，串联在跳闸回路中的防跳继电器KLT.A的线圈的点，常开触点自保持。TQ得电之后，随即连带着操作单元动作，直到断路器分闸到位。如若线路端的设备存在短路问题，一次短路电流流过电流互感器的高压侧，电流互感器的二次侧感应电流达到预先整定值时，随即激活整个继电器工作，KT触点吸合。分闸线圈TQ得电，完成断路器的整个跳闸过程。断路器随即断开，故障回路也得到隔离。

其次，手动合闸过程。将转换开关打至QK合闸位置，则为1、2触点吸合，并同时给出了合闸指令，电流从+KM位置流入并经过了1BS模块之后和合闸继电器的线圈联通，相关常开触点随即自保持，为合闸线圈HQ供电，合闸线圈HQ得电之后，连带着操作模块运行，直到断路器合闸到位。合闸以后，断路器的一个常闭触点QF断开，合闸回路也就跟着失电断开。当完成合闸动作之后，开关柜中的弹簧储能模块开展储能，为下次的合闸做好准备。基于合闸弹簧合理运行期间为储能模式。如若断路器保护带自动重合闸运行，保护设备的重合闸继电器的KRr的触点随即吸合并实现单次的重合闸过程。

2. 断路器拒动处理

2.1拒合问题处理

实际运行期间，包括合闸过程以及重合闸过程均会有拒合情况的出现。如若此时不对其开展必要的处理，则可能会影响供电线路的正常运行。实际当出现拒合情况时，首先要就前一次的操作展开排查，知道有没有存在操作不合理情况，以及二次设备有没有问题，允许的情况下可以再次尝试合闸，继而更好的锁定问题。如若再次合闸，无法合上，则需要就整个电气回路情况予以排查，分析其存在可能的问题。对此，第一需要排查合闸控制电源，之后排查其控制回路熔丝情况，存在合闸接触模块的需要就合闸接触模块展开分析，不然可能会导致合闸线圈损毁情况。最后，需要就合闸铁芯工作情况、接触可靠与否以及合闸模块进行排查。如果电气回路指标均正常，则可初步性的确定是机械问题导致的故障，对此需要立即终止断路器模块，适度的开展检修处理。典型的机械问题往往包含了机械卡滞、分闸不合理、合闸铁芯超程过低以及钢套阻塞等等。

2.2拒分问题处理

典型的断路器拒分情况主要表征即为，第一电参量的变动，包括电流攀升、电压降低等，其次则是有关保护参量、光字牌等变化，或是存在越级保护情况；最后则为拒动诱发的主变带故障工作，变压器异响明显。实际运行期间，导致其拒分的因素较为多元，例如操作电源丢失以及二次回路存在问题、机械层面分闸传动模块销轴脱离、机械卡滞以及合闸保持顶杆动作过位等。

对于这一问题的主要处理机制则是，如若断路器拒分情况下，第一需要结合电气指标识别操作单元的状态，甄别电气回路的指示有没有问题。比如绿灯显示是否正常、断路器的分合是否到位、监控显示情况如何等等。此之外，如若出现问题情况下，电气回路分闸不到位，不应当再予以紧急分闸处理，而是需要把前一级断路器断开，随后结合就地操作单元等方式尝试将断路器进行分闸，如若依旧难以综合机械方式完成分闸处理，则需要对两边的闸刀进行断开，彻底隔离断路器，直至有效恢复上级供电支持。

2.3误动作处理

典型的误动作情况主要为误分以及误合两个方面。通常而言，断路器分闸前没有出现异样，跳闸之后绿灯闪烁以及红灯不良，电量为零，则判断为误分情况。此时需要对应性的排查为人为因素所致还是外界因素所致的断路器误分情况，从业人员需要立即展开检查，完成送电过程。典型的误分原因主要包含电气以及机械两个层面，电气层面则包含电流、电压的二次回路、直流接地问题以及保护整定问题等。机械层面则包含了液压模块、弹簧模块故障等。

误合故障典型的表征即为，如果相关控制手柄依然是分后状态同时红灯亮起，表明当前处在合闸状态，需要立即断开断路器。如若断开断路器之后又合上，则需要立即断开合闸电源，利用机械方式完成分闸。典型的导致断路器误合的原因包含电气部分以及机械部分两个层面。直流回路接地可能导致继电器以及微机保护和合闸线圈动作问题，合闸出口端点误动会诱发合闸，合闸线圈的具体规格不符合、电压值过低，小于最低合闸电压情况下会导致误合，弹簧操作单元的储能弹簧固定不牢靠、机械连接杆错位等机械问题也会诱发自动合闸情况。存在断路器误合情况下需要立即拉开断路器。切忌过度慌忙处理，规避断路器误合后带负荷情况下拉、合隔离刀闸。

2. 结束语

高压开关柜是现代变电站系统较为常见的设备之一，在供电以及检测回路、控制回路、电参量等方面有着重要意义。此外，为更好的适应各种环境下的高压开关柜正常运行，开关柜设计往往比较复杂，包含了变压模块、断路器模块、微机综保模块以及其它模块等等。这也进一步加大了设备出现故障的可能，因此对于10Kv高压柜开关予以排查分析对于电力系统建设等有着重要意义。除此之外，随着智能化变电站理念不断深入，对于开关柜的智能化水平要求也更好，电子技术使用也会更为频繁。对此，也就需要进一步的提升对于变电站开关柜的监测管控，及时的发现问题，切实排除问题，保证变电系统的可持续运行。

参考文献

[1] 王晋强. 10 kV高压开关柜电晕问题分析及处理对策研究[J]. 机电工程技术, 2018, 47(11):206-208.

[2] 王晋强. 10 kV高压开关柜电晕问题分析及处理对策研究[J]. 机电工程技术, 2018, 047(011):192-194.