高壓開關柜直流控制電源和繼電保護的改進方案

摘要：文章對高壓開關柜直流控制電源和繼電保護的改進方案進行了分析。在對高壓開關柜的直流控制電源和繼電保護進行一定的改進后，體系當中的開關柜讓線圈燒毀的原有概率得到有效的縮減，啟動的速率也得到了增加，跳閘的配件也變得更加穩(wěn)固。

關鍵詞：高壓開關柜；直流控制電源；繼電保護；改進方案

中圖分類號：TM761 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）27-0039-02

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展與變化，很多企業(yè)在技術上都進行了提升與改進，從而為企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟利益。在很多煤礦企業(yè)的電力系統(tǒng)中，都在使用高壓開關柜來提供服務。對于高壓開關柜來說，含有繼電保護裝置，在技術中使用了本源的保護原理、控制電源配置等先進技術，在軟件和硬件中都對高壓開關柜進行了技術改進，使得高壓開關柜的安全性得到了有效的提高，保證了電力系統(tǒng)的正常運行。可是，通過對實際的使用情況進行分析后，發(fā)現(xiàn)高壓開關柜結構下的繼電保護還存在很多需要改進的地方，需要不斷研究找出一種最佳狀況下的繼電保護。

1 對控制電源存在的問題分析

1.1 問題的情況分析

高壓開關柜在工作使用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題，導致企業(yè)生產(chǎn)受到影響。如某煤礦企業(yè)，一礦采車間中安裝了幾臺大型的空壓機，設備的電機使用功率都比較的高，達到了250kW·h，電壓為6000V，電流為29.5A。為了使這些設備能夠正常地進行工作，配置了高壓開關柜，柜內(nèi)配備了很多的保護措施，其中含有直流控制電源，以促進繼電保護。在使用的過程中，出現(xiàn)了一些問題其中有直流控制電源的問題。對該問題進行分析發(fā)現(xiàn)，高壓開關柜中的繼電器線圈與線圈銜接的部分容易發(fā)生觸頭燒毀的現(xiàn)象；同時控制電源中的儲能電容器也很容易出現(xiàn)損壞的情況，嚴重的時候也容易發(fā)生爆炸的事情；由于這些原因，導致控制電源在使用的過程中出現(xiàn)故障，斷路器就不能夠正常地進行自動跳閘，影響開關柜的工作效果，從而使得各種機器設備受到損壞。在對這些現(xiàn)象進行故障分析，得知在開關柜當中的直流狀態(tài)下的控制電源，在經(jīng)過一定的整流之后能夠輸出220V的電流，并有效地銜接起能夠被調(diào)和的新電源以及特有的合閘電源。當控制電源事故發(fā)生后，可以使用萬能表對直流電源進行檢測，發(fā)現(xiàn)測出的電壓達到了340V左右，而工作中繼電器線圈帶有的額定電壓為220V，在儲能框架中的電壓容器因為帶有耐壓作用，電壓最高也維持在450V左右。對這些情況分析得出結論可知，控制電源在使用的過程中，斷路器在合閘時，線圈中將會產(chǎn)生很大的電流形成失壓現(xiàn)象；而當合閘動作完成后，這時電流裝置的輸出電壓始終維持在一個比較高的電壓狀態(tài)，使得整個系統(tǒng)都存在過壓的狀態(tài)，這樣就會把原來的繼電器以及銜接著的電容器損毀。在經(jīng)過了很多次的調(diào)和之后，把相關的一些觸發(fā)元件進行更換，但是這樣的做法卻沒有能夠徹底的解決這些問題。

1.2 問題的解決辦法

根據(jù)上面的分析，就可以把開關柜當中的控制電源脫離開直流狀態(tài)下的電源裝置，在裝置固有的交流側當中引出新的電源。然后再銜接起半導體狀態(tài)下的二極管，這樣就能夠形成一個獨特的整流電路。經(jīng)過整流電路就能夠為體系當中的控制電源設定出單獨框架下的供電路徑。在這種情況下控制電源的電壓就能夠穩(wěn)定在固定的數(shù)值上，讓現(xiàn)有的繼電安全能夠得到有效的保證。

2 電機啟動帶來的問題分析

2.1 問題的情況分析

在某一時段內(nèi)，開關柜當中帶有的同步電機可能會在啟動的瞬間產(chǎn)生過流跳閘的現(xiàn)象。在出口方位中的繼電器，就可能會損害了銜接觸頭，這樣的情況在實際的使用過程中是比較常見的，會極大地增加維修工作和維修費用等，又會降低設備的生產(chǎn)效率。當配件被毀損之后，就可能對常規(guī)狀態(tài)下的開機通風產(chǎn)生一定的干擾。如果斷路器是在少油狀態(tài)下，也就可能會毀損銜接著的動靜觸頭。這樣也就會降低機器產(chǎn)出的油體質(zhì)量。對機器進行維修的費用就會增加，而且設備在實際的運轉(zhuǎn)過程中還可能會存在很多的隱患。

2.2 問題的解決辦法

開關柜當中的電機首先應該要符合相關的規(guī)格標準。在特定的兩相式情況下，電流的繼電器能夠?qū)捎玫乃贁啾Ｗo進行供應。在電流超過既定負荷的情況下，就可以啟動過負荷狀態(tài)下的保護。而在整個的過程中，過負荷包含的每一個動作都搭配著44A的整定電流，在實際的整定過程中需要消耗8秒鐘的時間。一次動作情況下的整定電流能夠上升到355A，在經(jīng)過了認真謹慎的檢查之后發(fā)現(xiàn)，電機現(xiàn)有的啟動電流還是要比對過流速斷狀態(tài)下的整定值小一些，在這樣一種情況下電流繼電器就很難能夠保證正常狀態(tài)下的動作。開關柜在實際的操作當中出現(xiàn)振動，這樣就可能會引起特有的保護誤動，但是在經(jīng)過了相關的檢查之后就能夠很好地排除這種問題的可能。電機在實際的啟動過程中，在啟動的時間點上存在兩個獨特的分量：第一個是穩(wěn)定狀態(tài)下的周期分量；另外一個是交替著、非周期狀態(tài)下的分量。在這兩個分量當中交替著、非周期狀態(tài)下的分量涵蓋的數(shù)值是最大的，它會涉及接入時段中的電網(wǎng)狀態(tài)。如果在接入的時間點上電源電壓帶有過零的情況，就可能會上升到最大的那種分量；如果在接入的時間點上電源電壓帶有的數(shù)值是最大的話，則會縮減到現(xiàn)有的最小分量。交替著、非周期狀態(tài)下的分量會隨著時間交替，然后慢慢地衰減。所以如果能夠有效地解決這一分量產(chǎn)生的保護干擾，就能夠解決合閘存在的問題。在清楚了斷路器合閘存在的問題之后就能夠找到有效的解決措施。對于非周期狀態(tài)的分量來說當數(shù)值越大的時候它衰減的速率也就更快一些。根據(jù)這樣一種特點就可以在體系的回路當中增加特定的延時通道，采用這樣一種措施就能夠很好地回避掉尖峰電流引起的繼電干擾。在正常情況下，非周期的分量在經(jīng)過4秒鐘后就會衰減到零。考慮到現(xiàn)在開關柜要素是多樣化的，就能夠設定出一個特有的動作時間為0.4秒。

3 相關的改進方案分析

3.1 繼電保護的安裝設置

對直流狀態(tài)下的控制電源來說可以安設繼電保護。在對保護路徑進行改進之后，就能夠分出定時限的獨特保護以及兩相式的獨特保護，而根據(jù)給出來的保護時限就能夠畫出比較準確的曲線，這樣就能夠為開關柜搭配的繼電保護提供有效的依托。銜接著的相關軟件則能夠讓原來的處理成效得到有效的提升。可以依循制作出比較好的曲線，以及通過測量得到的電流數(shù)值，把描繪的曲線留在電源控制中。當體系內(nèi)的電流出現(xiàn)故障的時候，就可以直接讀取電源控制當中的數(shù)據(jù)，從而就能夠得到延時數(shù)值。如果電源的電流表現(xiàn)出遞增的現(xiàn)象，延遲的時段就可能會延長；相反如果電源的電流表現(xiàn)出遞減的現(xiàn)象，延遲的時間就會縮短。如果能夠有效地解決這一故障，就能夠得到原始的那種數(shù)據(jù)。在合閘的時候體系當中的線圈經(jīng)常出現(xiàn)過載的情況，為了能夠保證體系中的電壓更加穩(wěn)定，解決配件燒壞的問題，在實際的檢查過程中就應該要更加的仔細精準。在對相關數(shù)據(jù)進行分析和檢驗的時候可以采用現(xiàn)代計算機技術，這樣體系當中帶有危險的觸頭和線圈就能夠很好地被發(fā)現(xiàn)。對于日常的維護應該要重視，這樣才能夠在發(fā)現(xiàn)問題的時候及時解決。

3.2 對高壓開關柜直流控制電源做好接納零序保護設置

直流電源與交流電源相比，其具有自己特有的體系，所以針對接納零序保護也必須采用特有的方式進行，就需要對于高壓開關柜中的三相電流回路進行改進，使其符合直流電源特有的接納零序保護裝置。在對電流回路進行改造過程中，需要同時做好外部電壓態(tài)勢的銜接工作，一般采用互感器。通過這種保護措施的實施，將能有效地做好高壓開關柜直流控制電源和繼電保護。當高壓開關柜中三相電流的態(tài)勢凸顯平衡態(tài)勢時，就不需要查驗出零序電路。當三相電流態(tài)勢失去平衡態(tài)勢時，就會形成零序電流，這時通過互感器，將把這些零序電流收集起來。當收集到的電流高出了互感器設置的限度，合體系內(nèi)的接觸器就會斷開電路，對開關柜中的控制電源和繼電進行保護。

3.3 建構起接地的框架

繼電保護的獨特時間應該要設定，然后構建起能用的接地框架。對于二段式的新框架來說，它和體系當中的電阻相接，這樣就能夠提供比較精確的過電保護。開關柜帶有的端口需要和獨特的零序保護相連接。在經(jīng)過核定之后就能夠得到體系當中的過電保護。在對這一類比的電源進行直流控制的時候，應該要接納已有的參數(shù)，這樣體系當中的額定電流才能夠得到有效確定。

4 結語

在對高壓開關柜的直流控制電源和繼電保護進行一定的改進后，電源體系就能夠有效地覆蓋常規(guī)狀態(tài)下的繼電保護。體系當中的開關柜讓線圈燒毀的概率得到有效的縮減，啟動的速率也得到了增加，跳閘的配件也變得更加穩(wěn)固。可用的繼電保護能夠讓開關柜的可靠性得到有效的提高，在實際的維修過程中就能夠減少必要的開支。只有當了解了那些比較常見的繼電故障之后，才能夠找出相應的措施進行解決。

參考文獻

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作者簡介：王麗麗（1986-），黑龍江齊齊哈爾人，湘西供電公司檢修公司變電二次運檢班助理工程師，繼電保護高級工，研究方向：繼電保護。