电压引起电气控制柜拒动的原因及处理方法段宏翔

电压引起电气控制柜拒动的原因及处理方法段宏翔

(1.国网山西省电力公司怀仁县供电公司朔州038300

2.国网山西省电力公司偏关县供电公司忻州036400)

摘要:随着我国智能电网建设规模的不断提高,自动化程度也得到了逐步的提升。作为电气自动控制的重要元件控制柜,由于异常而产生的保护装置触发情况时有发生。而在多种原因的作用下,回路电压的不遵从使得继电器返回拒动,进而导致总体电气系统无法恢复正常工作。本文以此为基本方向,在探究其拒动的原因基础上,对处置方法进行探究。希望能够为后续的相关工作实践提供必要基础。

关键词:电压异常;控制柜;拒动;原因;处理

一、引言

在智能电网建设的背景下,远程控制成为其基本功能的承载。而为了保障系统的总体安全性与有效性,加装基于电路保护的控制柜是形成综合处置的基础。而从实践的角度来看,控制柜的拒动是一种较为常见问题。而当此种问题出现后,会由于控制柜无法自动复位而影响电力系统的总体功能。针对这一情况,国内外专家学者开展了广泛的研究,并在评价、检测、远程控制、运维等多个方面取得了相应的成绩。然而,我们也同样发现现阶段的研究体系针对实践中的原因分析尚显不足。为此,本文从原因的角度对电压异常引起的电气控制柜拒动问题加以分析,并给出必要的处理方式。希望能够在一定程度上弥补此方面的不足。

二、控制柜拒动故障原因分析

从实践经验来看,电气控制柜的拒动原因大致可以分为如下三种可能:即一是存在感应电压;二是由于控制电缆电容内存在分布电压;三是继电器机械连接。其具体内容如下:

2.1感应电压因素的拒动

电气控制柜的基本工作原理是采用继电器形成对电路闭合的远程控制。而继电器的基本动力单元是通过动力弹簧与电流的磁效应之间的相互配合与协调来完成的。在此种情况下,继电器的电流敏感度相对较强。而在简单电路中电流敏感度基本等同于电压敏感度。这也就使得电压的留存会影响继电器的动态,从而引发继电器的拒动。

就根本的原理而言。继电器往往是以电流所产生的磁效应来保持其闭合状态。而当线路中留存电压时,此种磁效应得以在一定程度上的保存,进而对于其恢复状态而产生阻力。其中感应电压是其主要的方式之一。在感应线圈周围加入磁场则会在其两端形成电压,如果电路存在回路则会形成非稳定电流。而控制柜的工作环境势必伴随着较强的电场。这也使得感应电压在一定程度上是客观存在的。

从实践经验中我们发现,由于感应而产生的两级电压往往能够达到5V左右,甚至在部分电场屏蔽处置效果较差的设备内能够超过20V。此种电压模式足以形成拒动的阻力成因。而避免此种情况的产生则需要进一步完善设备内的电场屏蔽与治理。

2.2电容分布电压因素的拒动

在电气控制柜内,为了提供综合的功能保障(如断电保护等)需要配套安装电容器。而电容器的基本特征是能够保障断路情况下的交流电通过以及部分电能保存。而落实在具体的设备层面电容器能够使得设备电路在断路的情况下保持一定的分布电压。此种分布电压的大小与持续时间与电容的自身属性相关。而从设备的实践角度来看,该电压一般分布在6-12v之间。

根据上文的原理与现象分析,我们不难看出当电压超过5V后均可以形成继电器的回路不敏感,进而形成一定的拒动可能。故而电气控制柜内的拒动情况也会受到此种电容分布电压因素的严重影响。

而此种模式的规避则需要进一步做好电容的分布,避免其内的分布电压对继电器产生的可能影响。与此同时,在继电器的启动与讯号电路上加装屏蔽装置,当其分布电压不可避免时可以通过此种模式消除相关的影响。进而有效避免拒动情况的产生。

2.3机械黏连因素的拒动

所谓的机械黏连主要是指继电器内部的机械元件由于黏连原因而产生一定的卡顿。此种卡顿情况形成在接收到正常的电讯号后无法形成有效的机械反馈,从而导致了总体的控制箱异常。

此种现象产生的原因主要来源于三个方面:一方面是继电器结构设计不合理,内部机械单元之间的自身摩擦相对较大,在一般的电信号刺激下无法形成有效的机械动力,进而使得其拒动现象频发;一方面是由于继电器在长期的使用过程中其存在显著的待机状态,而内部机械单元的待机记忆会随着其使用年限的提升而趋于固化。或者弹簧等机械动力部分随着使用年限的增加而产生一定的金属疲劳。此种情况影响其总体的机械强度,进而产生一定的黏连;另一方面是在使用的过程中继电器机械结构容易产生一定的不可逆损坏。而在实践的角度上来看,轻微的机械结构损坏并不会直接造成其无法使用等恶性结果(此种措施是为了提高智能电网的容错率,并为无损检测与维修提供必要的空间)。加之针对控制柜的日常维护与检测体系相对弱化,无法及时对可能存在的故障与问题加以有效的排除。

上述三方面原因是形成机械黏连的基本因素,同时也是我们在日常控制柜维护与运行中需要加以注意与处置的。只有建立完善的维护体系才能够从根本上解决由于机械黏连而造成的继电器拒动问题。

2.4原因的现场排查

为了进一步提高本文的实践价值,本文采取无负载反复开合实验对继控制柜内的继电器拒动现象进行现场排查。

根据研究对象的控制柜设计实践,其内分为K1A1-3继电器。在实验过程中K1A3继电器会保持吸合状态而K1A1、K1A2却没出现过此种情况。测量修改后的回路K1A1、K1A2继电器线圈的两端,发现有3V电压,而脱开控制电缆单独对K1A3对地测量时发现为7.6V,回路中存在较小感应电压,其感应电压的相位与控制指令电缆的电容分布电压的相位约为180°。控制柜内由于内部回路相较于传统内部回路较长,且线槽内回路电缆线走向多次与动力电缆平行相搅,电缆线无屏蔽层,受感应电压影响较大。

该种型号继电器的返回电压可能介于84-92V之间,经过多次测量继电器返回临界电压值,该种型号继电器的返回电压平均值约为90V,说明以上分析无误,便可以解释继电器为何未出现这种情况。

三、拒动故障处理

以下几种措施可以消除控制柜内因某回路电压异常而引起元器件拒动的情形:①在受到影响的元器件控制回路中,串联电阻;但电阻过小可能起不到作用,过大又会使元器件的运行电压达不到其动作值;②若控制柜有小型隔离变压器作为控制回路电压源时,要仔细检查其接地是否无误,一是铁芯一点接地(防止多点),二是二次侧作为零线的一端要接地,以此来排除控制回路零线带电;③对调或增加内部回路节点,将外部感应电压和电容电压对元器件产生影响的信号隔开;④若继电器存在问题,则更换为返回电压高、功率大的继电器;⑤柜内线槽布线时,动力电缆不应敷设在有较多的控制电缆的线槽内,因为在线槽内电缆是已经将屏蔽层剥落掉的裸线,很容易受到感应电压的影响。

通过上述方法解决自动控制柜内因回路电压异常而引起的误动、拒动、指示灯误亮等问题,具有实际可行意义。

四、总结

随着智能电网的深入建设,电气控制柜作为一种重要元器件得到了普遍的应用。而在实际的使用过程中我们发现由于各种原因而产生的控制柜拒动极大的影响了供电恢复的效率,并容易产生一定的生产安全事故。基于此种背景,本文以感应电压、电容分布电压、机械黏连等三个方面探究其问题的产生原因。并通过具体的案例分析其现场排查的过程。希望通过本文的研究能够为后续的相关故障处理提供基本解决方案。

参考文献:

[1]安舟帆.电压引起电气控制柜拒动的原因及处理方法[J].湖北电力,2015,08:50-51+56.

[2]张继红.基于PLC控制的3.3kV移动变电站测控系统的研究[D].太原理工大学,2014.

[3]梁爽.SF-6断路器运行维护与故障处理研究[D].华北电力大学(河北),2016.

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