10kV手车开关控制回路闭锁问题分析及处理方法

10kV手车开关控制回路闭锁问题分析及处理方法摘要：开关控制回路的完好，直接影响开关的分合闸。一旦控制回路出现异常，会造成线路故障时不能分闸或重合不成功，危及电网安全。本文通过对10kV开关手车控制回路分析，总结了目前普遍采用的合闸闭锁线圈对回路的影响，并结合实例，提出了检查和判断的方法。为解决同类异常提供了参考。

关键词：控制回路断线

监视回路

合闸闭锁

110kV断路器控制回路基本原理

目前，对于10kV线路保护大多采用微机保护与操作箱一体式装置。操作箱主要由分闸回路、合闸回路、分合闸监视回路、合闸闭锁回路等构成[4-5]。图1为常见的微机保护控制回路图

1)10kV断路器分合闸回路原理

断路器分合闸回路通过微机保护装置操作箱与断路器本身分合闸回路一起构成。断路器的远方、就地及保护分合闸均先通过保护装置后再作用于断路器本体的分合闸回路。

以合闸回路为例，合闸前断路器常闭辅助接点S3闭合。就地手动合闸时，将远近控切换开关QK切至就地位置，即QK的①②接通；然后转动合闸开关将KK的①②接通，此时端子X3:24与正电源联通。正电(X3:24)→D2→TBJV-2→HBJ→D11→X3:22接通，该回路起合闸自保持作用，自保持继电器HBJ带电后接通HBJ-1,此时正电经X3:8→D1→HBJ-1→TBJV-2→HBJ→D11→X3:22进行自保持。正电(X3:22)→Q0:4→K0(防跳)→S1(储能)→S3→S2(合闸闭锁)→Y3(合闸线圈)→Q0:14→负电(X3：14)接通。断路器合闸后其常闭接点S3断开，切断合闸回路，避免合闸线圈长时间带电而烧毁。

同样，以断路器遥控分闸为例，合闸后断路器常开辅助接电S4闭合，导通本体机构分闸回路。遥控分闸前将远近控切换开关QK切至远方位置，即QK的③④接通；正电(X3:5)→QK(③④)→1LP→1n(F6)；当后台发出分闸命令时，保护装置7SJ622的分闸接点闭合F6-F7接通；正电(F7)→D3→TBJI→D12→X3:26接通，该回路起分闸自保持作用，自保持继电器TBJI带电后，TBJI-1接点闭合，此时正电经X3:8→TBJI-1→TBJI→D12→X3:26进行自保持；而后正电(X3:26)→Q0(31)→S4→Y2(分闸线圈)→Q0(30)→负电(X3:16)接通。断路器分闸后其常开辅助接点S4断开，切断分闸回路。

2)断路器控制回路断线原理

为了确保断路器的正常操作以及故障时能及时切除故障线路，控制回路中设置了分合闸监视回路，分闸回路监视继电器（HWJ）、合闸回路监视继电器(TWJ)。

TWJ接入合闸回路，用以监视合闸回路完好。开关分闸后，断路器常闭辅助接点S3闭合，正电(D1)→TWJ→D13→X3:22→K0(防跳)→S1(储能)→S3→S2(合闸闭锁)→Y3(合闸线圈)→负电(X3：14)接通，TWJ带电指示合闸回路完好；同理当开关合闸后，断路器常开辅助接点S4闭合，正电(D1)→HWJ→D14→Q0(31)→S4→Y2(分闸线圈)→负电(X3:16)接通，HWJ带电指示分闸回路完好。

正常运行时，HWJ和TWJ只有一个带电。假如两者都不带电，则表示控制回路出现

故障，保护装置应发控制回路断线信号。该信号通过TWJ和HWJ的常闭接点串联后由保护装置发出。如图1所示，控制回路正常状态下开关在分闸位置时，合闸回路接通，TWJ带电(TWJ4打开)，HWJ失电(HWJ4闭合)；开关在合闸位置时，分闸回路接通，HWJ带电(HWJ4打开)，TWJ失电(TWJ4闭合)，以上两种情况均不发信。当控制回路故障，即HWJ和TWJ同时失电时，正电经X3:41→D15→TWJ4→HWJ4→D16→X3:57进入保护装置发控制回路断线信号。

图1控制回路断线信号回路图

2断路器合闸闭锁回路原理析

为防止手车式断路器在操作手车过程中误合闸而带来的人身、设备的风险，在断路器合闸回路中串接合闸闭锁线圈接点(S2)，确保手车操作过程中可靠断开合闸回路。如图2所示，正电经X3:3→Q0:S9(手车工作位置)或者正电经X3:2→Q0:S8(手车试验位置)→S3→Y1(合闸闭锁线圈)→负电(X3:14)接通，只有当手车在工作位置或者在试验位置时Y1才带电，S2接点闭合导通合闸回路；当手车在操作的过程中S8、S9接点均断开，Y1失电后S2接点断开合闸回路，起到闭锁合闸作用。

图2断路器合闸闭锁回路原理图

3实例分析

某日，10kV线路过流Ⅰ段保护动作，开关跳闸，重合闸动作，重合闸动作后再无分合闸变位信号，无法判断开关重合闸是否正确动作。

经现场检查：10kV线路过流Ⅰ段保护动作，重合闸动作，现场开关分位，检查保护装置及后台机发现重合闸动作出口后，无开关合闸信号，初步分析为开关控制回路发生问题（现场无控制回路断线信号），导致开关拒合。

经试验发现因合闸闭锁线圈质量问题，导致合闸闭锁线圈（Y1）烧毁，在机械上闭锁开关合闸，造成重合闸不成功。

通过分析该断路器控制回路原理图发现：

（1）断路器合闸回路中串入了合闸闭锁线圈Y1的接点S5（但该厂家设计时已把S5短接，电气闭锁已解除）。

（2）合闸闭锁线圈同时存在机械闭锁功能，只有当手车位于试验位置或者工作位置（S8或S9合上），同时开关位于分位（HK81:82合上），合闸闭锁回路才会接通，合闸闭锁线圈（Y1）带电，解除合闸回路闭锁。

（3）断路器合闸回路中已串有S8和S9的手车位置接点，与独立的合闸闭锁回路功能相同，属于电气回路上的双重化配置；同时合闸闭锁线圈的机械闭锁功能，在手车底盘上也具有相同的闭锁功能，也属于双重化配置。

经上述分析讨论，拆除独立的合闸闭锁回路即解决了断路器拒合的问题，同时仍旧能保证手车在操作过程中不会误合闸。综合考虑电网运行方式、施工工艺以及经济效益等方面的因素，将断路器合闸闭锁线圈绑扎是最有效的方法，经试验断路器合闸功能完善，可投入运行。

4断路器合闸闭锁线圈异常的防范措施及改进建议

根据以上对断路器控制回路原理的分析，并结合实际案例，可指导运维人员对该类型事故的判断和处理。

1、该断路器问题为设计上的共性问题，如以后发生类似事件，运维人员可根据上述分析准确判别故障原因，大大缩短事故处理时间。

2、基于此次事件，可在合闸闭锁线圈（Y1）回路中串入一个整流回路（如图3），以保证合闸闭锁线圈在导通瞬间不会遭受电流冲击，延长合闸闭锁线圈的使用寿命。

图3

合闸闭锁回路

3、如不能保证合闸闭锁线圈的可靠性，则应采取临时措施，将合闸闭锁回路拆除，以保证重合闸正确动作，提高电网的安全稳定运行可靠性。

4、在设计审查之初，如合闸回路中存在合闸闭锁的双重化配置，可根据需要和实际情况去掉一套合闸闭锁回路。当采用独立的合闸闭锁回路时（即S5接点串入合闸回路），应要求将TWJ监视回路能监视到S5接点，以便在合闸闭锁线圈（Y1）故障后能发出控制回路断线信号。

5结语

断路器控制回路是二次回路中最重要的回路，也是最容易出现问题影响电网安全稳定运行的回路。迅速准确的处理断路器控制回路故障，能大大提高电网运行的经济时效性，因此运维人员应对控制回路进行重点关注，尤其是控制回路断线信号，应进行深入学习分析。综合各方面的资料，分析各种故障下控制回路断线的原因，制定防范措施，排查同类缺陷，确保断路器运行的稳定性和动作的准确性。