分合闸线圈烧毁主要原因及解决措施研究

1、分合闸线圈烧毁主要原因及解决措施研究晏胜 军（湖南省益阳电业局 , 湖南益阳 4130001断路器分合闸线圈烧毁的过程分析目前, 在变电站或发电厂中 , 断路器的分闸、 合闸回路中手 动操作开关 KK 和SHJ 重动继电器的触点 都不具备断遥控接点 （或经 KK 、 遥控接点启动的 STJ 、 弧能力 。而断路器的分合闸线圈是不能长时间带电的线圈 , 是瞬动 型的 。 一般分合闸 线圈的电阻为100200Q,长时间通电相当于300W左右的电灯，发热量相当大，就会 导致线圈烧毁 。 正常情 况线圈带电时间不能超过 1s 。当分闸 （或合闸 命令发出, 分闸 （或合闸回路接通, 此时 由于断路器机

2、构的某种 原因断路器拒动 （即断路器没变位 , 此 时 KK 和遥控接点 （或经 KK 、 遥控接点启 动的 STJ 、 SHJ 重动继电器的触点 虽然复位, 因其不具备断弧能力 , 这样分闸 （或 合闸回路一直通电 （KK 或遥控 、 STJ 、 SHJ 接点处于拉弧状态 , 持续时间较长（约 510s 后, 断路器的分闸 （或合闸 线圈就会 被烧毁 。2断路器分闸线圈长时间通电烧毁的原因 （1 分闸电磁铁机械故障 。 主要是由 于线圈松动或由于铁 芯的活动行程过短 , 当接通分闸回路的电源时 , 铁芯顶不开脱 扣机构而使线圈长时间通电烧毁 。（2 连杆机构问题 。顶点调整不当 , 使机构不

3、能及时脱扣 , 导致线圈过载 。（3 辅助开关分闸状态行程调整不当 。 而辅助开关分合位 置的初始状态未调整 准确 , 将导致辅助开关不能正常切换分合 闸回路 。（4 分闸控制回路辅助开关接点使用不当 。该延时接点在 分闸过程中, 由于辅 助开关动静触头绝缘间隙较小 , 经常出现 拉弧现象, 频繁拉弧, 久而久之使辅助开关 的触头烧毁, 继而引起分闸线圈烧毁 。(5 分闸回路电阻偏大 。 分闸线圈回路绝缘降低 , 或者线路 过细造成电阻偏大 , 使得分闸回路电压有衰减 , 导致控制电压 达不到线圈分闸电压的动作值 , 分闸线圈 长期带电 , 线圈烧毁 。 3断路器合闸线圈长时间通电烧毁的原因

4、(1 断路器机构故 障。死点调得偏高, 导致断路器拒合闸, 使合闸铁芯过载, 引起线圈烧坏 。(2 辅助开关位置不当 。 辅助接点打不开或拉弧 , 合闸接触 器通过重合闸回路 或绿灯回路自保持 , 合闸线圈长时间带电而 被烧毁 。(3 合闸电源容量下降 , 或者合闸回路电阻偏大 , 使合闸瞬 间合闸线圈两端电压 低于的额定值的 80%。 4 防止分合闸线圈烧毁的措施断路器分闸 (或合闸 线圈被烧毁 , 既扩大了事故范围 , 又 严重影响了电力系统 的正常运行 。 当 10kV 线路故障时 , 因 10kV 断路器跳圈烧坏而导致主变低压侧开 关越级跳的事件在 系统内时有发生 。遇到断路器拒动情况

5、 , 运行、维操人员的正确处理方式为 :发出分闸 (或合闸 命令后立即查看断路器位置指示灯 , 如果断 路器位置指示灯没有在短时间内显示断 路器发生变位 , 应在短 时间内将断路器的控制回路电源的空气开关来开 ,保证分闸 (或合闸 回路断电 ;然后合上断路器的控制回路电源空气开 关, 可再尝试进行一次分 闸 (或合闸 操作; 或立即检查相关回 路及断路器机构 , 找出故障点并处理 。这对运行人员的素质要求较高 ,易受人为因素的影响 ; 而 且, 人的反应时间较长 ,线圈及触点不能在最短时间内断电 , 将 使元器件受到损伤 。但是, 如何避免分合闸线圈烧毁的情况发生呢 ?(1 方案一:增加 KK

6、 触点或遥控触点 。分闸 (或合闸 回路串接多个 KK 触点或遥控触点 , 增强 KK 触点或遥控触点的 断弧能力 。 这样测控装置的 KK 触点及遥控 接点数量应增加 23对, 但是当触点 有一个接触不良时 , 容易 造成分合闸失败 。当设有 STJ 、 SHJ 重动继电器时 , 分合闸回路串接多个 STJ 、 SHJ 接点。此方案虽适当增强了分合闸回路断弧的能力 , 但断弧的可 靠性不强 , 并且降低 了分合闸回路的可靠性 。（2 方案二 :增设带断弧功能的接触器 。分合闸命令首先启动接触器 , 接触器的主触点 （常开接点 再启动跳合闸回路 , 由 于接触器主触点具备断弧功能 , 这样当

7、KK 或遥控接点复位后 , 接触器线圈失磁 , 接 触器主触点可靠断 开, 保证分合闸回路及时断电 。 以分闸回路为例 , 接线图如图 1所示。当有保护跳闸时 , 也可以参照将保护跳闸接点接入启动 1TC 的回路 。此方案的优点是能可靠的给分合闸回路断电 ; 缺点是增加 了分合闸回路的中间环节,一方面增加了断路器的分合闸时 的影响 。间, 另一方面给分合闸回路的可靠性带来一定（3 方案三:增设分合闸线圈保护器HFB 。分合闸线圈保护器主要由检测 、启动延时 、 动作保护回路 等部分构成 。 保护器按接线图 （以分闸回路为例 , 接线图如图 2摘 要 :断路器的分闸 、 合闸回路中手动操作开关

8、KK 和遥控接点 （或经 KK 、 遥控接点启动的 STJ 、 SHJ 重动继电器的触点 都不具备断 弧能力 。 当分闸 （或合 闸 命令发出 , 分闸 （ 或合闸 回路接通 , 此时由于断路器机构的某种原因断路器拒动 （即断路器没变位 , 此时 KK和遥控接点 （或经 KK 、 遥控接点启动的 STJ 、 SHJ 重动继电器的触点 虽然 复位, 因其不具备断弧能力 , 这样分闸 （或合闸 回路一直通电（KK 或遥控 、 STJ 、 SHJ 接点处于拉弧状态 , 时间较长后 （约 510s ,断路器 的分闸 （或合闸 线圈就会被烧毁 。 分合闸线圈保护器主要由检测 、 启动延时 、 动作保护回

9、路等部分构成 ; 既能可靠的给分合闸回路断电 , 又没有增加分合闸回路的中间环节 , 并且能够显示其工作状态, 及时报警 。关键词:分合闸线圈; 拒动; 断弧; 保护器 HFB(下转第 100页 101广东科技 2013.7. 第 14期广东科技 2013.7. 第 14期99999999999999999999999999999999999999999999999传热总量, W ; A e 为散热器的总面积 , m 2; K 2为翅片的传热总系数,W/(m 2 K; t s为凝汽器的进口蒸汽的温度，C ; t a为环境的温 度,C ; Q 3 为散热器对外部的散热量 , W ; G a 为空

10、气质量的流量 ,kg/s; C a为空气的比热，1005J/(kg K ; 为迎风的面积，m 2; V为迎面的风速,m/s;为散热器的效率；NTU为传热的单元系数；K为总共的换热系数,W/(m 2- K ;为空气的密度,kg/m3; L a为空气体积的总体流量 , m 3/s。2.2各种大型直接空冷机组的设计选型情况D 是最早投产的运行机组 ,但由于冷却能力较低 , 导致机 组夏季的运行受到威胁 , 对该机组进行改装在空 冷岛的内部增 加了喷淋装置 , 在夏季高温的时间段内 , 投入喷淋的装置有效 的带动 负荷 , 高达 580MW 上下波动 。A 电厂在设计上提高了冷却的整体面积 ,但是受风

11、机出力 的限制, 导致偏低, 冷却能力的提升较弱 。 在夏季炎热的天气 环 境下, 空冷风机在超频的运转下 , 负荷最高维持在 500550MW 范围内, 在极度的 情况发生时最高的负荷量可控制在 400MW 。 另一方面 , 因为真空较低易造成凝结 的水温度升高,高达70r时应精处理通过阴床退出,当达到85C时应经过精处理通 过阳床退出 。 A 组是上述几个电厂中空冷岛面积最大的 , 经过检验 御寒的能力没 有问题 。对于 B 机组, 在冷却面积和 A 机组达到一致时 , 提升了风 机的总容量 、迎面 的风速以及数量 , 冷却的能力进一步的得到 增强 。在环境温度仅为 15r 时,600MW

12、 运行的工况条件下 , 所有的空冷风机的工频正常运行 , 机组的背压力达到12.5kPa , 同 设计的数值相类似 。C 电厂所处位置环境温度较高 ,但受冷却的面积较大 、迎面 而来适宜的风速以及风机分布的数量为 64台的影响,因此, 夏季的带负荷的能力强大 。当周围的环境温度达到 34r 时, 在 600MW大型空冷机组运行工况下 ,所有的空冷风机的工频均在运行,主汽压力可以达到 16.7MPa ,汽机的使用调门全部开放,机组的被压承载在3234kPa之间。目前从直接空冷机组的整体运行情况进行分析 , 从上述对 比得出结论, 将 A 机 组作为标准 , 则 B 和 C 机组的电厂的冷却 能力

13、选择空间较广泛且大 ,夏季带负荷的整体能力强 。 E 和 F 电厂冷却的能力差别不大 , 只能基本维持机组的带负荷能力的 需要, 但是在夏季维持机组的满出力却有一定的阻碍 。 同时, 凝结的水精处理后也 无法实现全程的参与 。 而 A 机组设计的冷却能力较小, 仅仅高于 D 组,运行的过程中无法达到设计的基本 要求, 不能够完全实现带负荷能力在夏季的 需要 。3结束语综上所述 ,电厂在选型的过程中必须注意空冷机组的设 计,考虑所在地进行装机 时所能够承受的最大带负荷能力 , 将 工程的总体经济效益推至最大化 , 避免空冷岛 浪费 。 通过相互 间的机组进行协调且有效的控制 , 可在适度的范围内

14、降低空冷 机 组的背压余量实行安全运行 , 不仅仅可以将机组的跳闸现象 降至最低 , 还可以提高 机组最终的带负荷能力 。 参考文献 :1石磊, 等 . 直接空冷系统优化设计软件研发及关键技术 J . 汽轮 机技术, 2011, 34(6 :7879.2张莹, 等 . 直接空冷系统与水冷系统的经济性评估 J . 上海电 力 学院学报 , 2011, 3(1 :136158.3张晓鲁 , 等 . 火电机组直接空冷系统优化设计方 法研究 J . 中国电机工程学报 , 2011, 23(11 :169172.作者简介:武德臣 (1982 , 男, 工程师, 硕士, 研究生, 主要从事电力设计工作 。

15、接入回路中, 通电后电源指示灯亮 ; 断路器合分闸操作时 , 监测 指示灯亮, 合分 闸回路正常动作后灯灭 , 保护器不动作; 若断路 器操作机构或辅助开关等发生拒 动、分断故障, 经设定延时后 故障仍未排除 , 保护器启动闭锁保护 , 强迫分断线圈 电流, 动作指示灯亮; 故障排除后可按复位按钮复位 , 动作指示灯灭 , 保护器重新进 入正常监测状态 。此方案的优点是既能可靠的将分合闸回路断电 ,又没有增加 分合闸回路的中间 环节, 并且能够显示其工作状态 , 及时报警 。通过对几种避免分合闸线圈烧毁的技术方案的综合比较 分析, 本文推荐采用增 设分合闸线圈保护器 HFB 的方案 。5总结断路器分合闸线圈烧毁 , 是在正常操作和设备检修中经常遇到的问题 。 一直以来 , 没有一个非常好的解决办法 , 通常是通过加强检查 、 维护 、 在操作断路器时运行人员高度警惕及时拉断控制回路电源 。 在