（国网廊坊供电公司 河北廊坊 065000）
摘要：电机不储能对系统可靠供电的影响是及其致命的。线路正常情况下带负荷运行，若线路出现故障，重合闸保护将动作，开关先分再合，断路器合后储能，启动电机储能回路，弹簧储能后将获得足够势能，为下次分合开关做准备。线路上的故障若是永久性的，开关将再次跳开；若是瞬时性的，开关将继续保持合闸状态。此过程中，如果弹簧储不上能量，则没有足够的势能来断开开关，即开关会拒动，一定时间后，线路后备保护将动作以切除故障，这将扩大故障范围，损失部分供电负荷，降低系统供电可靠性。
关键词：控制回路；继电器励磁；逐点排查法；线芯绝缘
引言
2018年3月30日，国网廊坊供电公司220kV康仙变电站115开关及110kV康沙线预试，现场115开关采用LW35-126型自能式六氟化硫断路器，检修班预试过程中发现在断路器合闸后电机不储能。
探索电机不储能的原因有多种：电机故障，储能线圈不励磁，励磁后接点不动作，辅助接点损坏，储能空开损坏，回路线芯绝缘降低等。各种情况发生的可能性都存在，而线芯绝缘度降低引起的较为少数。
1. 断路器控制回路分析
220kV及以下电力系统中，各类型断路器控制回路设计思路大体相似。基于康仙站115开关不储能缺陷发生在LW35-126型自能式六氟化硫断路器上，本文以此类型断路器为例分析控制回路。
LW35-126型自能式六氟化硫断路器“电气控制原理图”见图1，“电机储能主回路图”见图2。
1.1 “电气控制原理图”分析
从“电气控制原理图”中可看出断路器控制回路的框架：合闸控制回路、分闸控制回路、防跳回路、SF6气体压力低控制及报警信号回路、最低功能压力闭锁控制回路、电机储能控制合闸弹簧储能状态信号回路。不同回路具备不同的功能。
（1）合闸控制回路：此回路用于断路器合闸。回路中除合闸线圈外，串有防跳继电器K1、低压闭锁继电器K3、电机储能继电器K4的3个继电器的常闭接点，以及开关S的常闭辅助接点，串入辅助接点目的是确保电机储能时或者内部SF6气体压力低时断路器不能合闸。同时在回路中设计有一个受控的断开点，受控源来自防跳线圈。
（2）分闸控制回路：此回路用于断路器分闸。除分闸线圈外同时串入低压闭锁继电器K3的常闭接点和开关S的常闭辅助接点，保证断路器内部SF6气体压力低时不能分闸。分闸弹簧同样需要有足够的势能来完成分闸过程，但因合闸完毕后，合闸弹簧的储能与分闸弹簧的储能是同时进行的，则此回路不需接入K4的辅助接点。
（3）防跳回路：机构的防跳是在开关合闸时启动，即初始状态为"分"位置，当收到合闸命令时启动合闸回路，同时启动防跳回路。防跳的目的是避免开关发生多次“分-合-分-合”阶跃性的跳变，防跳的原理是在合闸回路中串入一个接点，在开关合闸后此接点能适时打开，用以断开合闸回路，为达到这种效果，选用继电器的常闭接点。继电器的励磁与否由开关位置决定，开关位置与开关的辅助常开接点同状态，则最终将开关S的常开辅助接点和继电器K1串联组成防跳回路，所用到的继电器K1即为防跳继电器。
（4）SF6气体压力低控制及报警信号回路、最低功能压力闭锁控制回路：这3条回路主要针对断路器内部SF6气体压力低所做的措施。前两条回路作用与信号，是当气体压力降低时给出信号指示，提醒运维检修人员尽快处理；第三条回路的闭锁功能作用于分合闸回路，当气体压力降低的程度越过了最低阈值时，不能分闸或合闸。
（5）电机储能控制及合闸弹簧储能状态信号回路：分合闸断路器时需要有足够大的动力来完成操作，这2条回路便由此产生。弹簧在拉伸状态下储存一定的势能，待复归时将存储的势能全部转化为动能，分合闸线圈励磁时弹簧将释放能量，对应有分闸弹簧与合闸弹簧。
1.2 电机储能过程分析
作业现场断路器部分机构实物图见图3图4。概括的讲，电机两端加电压后输出机械功率作用于储能轴，储能轴上连接分合闸簧拉杆，杠杆转动时拉杆拉伸弹簧进行储能，储能限位开关SP（见图3）的连片压在偏心轮上，当偏心轮的凸点转动至SP处时连片被压下，则表明储能完毕，同时储能信号灯点亮。结合控制回路图具体分析如下：
控制电源（位于端子箱上）合上后，图1中L+（037）和L-（039）之间会加有220V控制电压，到达8（+）-13（-）点。若弹簧已储好能，SP的1-3接点接通，HL1信号灯1（+）-2（-）两端加上电压，已储能信号灯点亮（图3绿灯）。合闸时，合闸簧能量释放，完毕后即刻储能，储能过程中偏心轮转动，未到达凸点时SP连片的相对位置不变，SP1-2点闭合，正负电到达电机储能继电器K4的A1（+）-A2（-）端，K4（带圆形白色小装置）实际位置显示在图4的KM继电器左侧，K4励磁后相应接点动作。
在“SBT3电动机手动电动联锁开关”打至“手动”位置时，正负220V电压将到达至36（+）-38（-）节点上，36-38间串有K4的“常开接点”和“延时断开常闭接点”。在K4励磁后，常开接点无延时闭合，此时KM两端加上电压，KM线圈励磁，图2中储能电源Q2合位的前提下，KM相应接点闭合，L（+）和L（-）将到达46（+）-47（-），加在电动机M两端，驱动电机运转。待弹簧储好能后，K4的延时断开接点动作，断开36-38间的通路，KM失电，相应常开接点断开，电动机M失电。
2. 控制回路逐点排查法
逐点排查法是将一个无源二端口网络中的各条回路人为的按元器件划分为若干小段，选取故障可能出现的回路，在端口加上电压后，沿电流流通的方向，依次测试所遇到的各元器件两端电压极性，若与理论值同极性，则不是故障点，逐步缩小故障范围，最终确定故障所在位置。
此方法是二次回路查找故障的有效方法，实现手段通常采用电位法和导通法的结合。导通法用来检测两节点之间是否导通，比如确定继电器的接点是否完好，电位法能测量回路待测点的电压大小值，以此确定元器件的好坏，比如继电器的压降是否在工作范围内。
3.缺陷查找及分析解决
保护室内115康沙线“控制电源”合上，户外端子箱“控制电源”合上，在机构箱处分合115断路器，发现合闸后电机不储能，断开控制电源，查找机构箱各控制回路。图1可知，储能过程首先启动K4继电器，SBT3闭合状态下K4线圈接点启动/断开KM继电器，Q2闭合状态下KM接点启动电动机M。继电器中有个衔铁作用点，当继电器励磁后，衔铁作用点被吸附，使内部接点动作，检修时可人为将作用点按下，等同励磁吸附。在这种情况下，使用万用表的导通档测量判断接点的好坏。
理论上，40-42点加试验电压，储能电源Q2合上后，44正45负，KM励磁后常开接点闭合，KM的4正6负，46正47负，即电机两端加上正负电。事实上，在测量过程中发现，当KM的作用点人为按下后，46负47负，即44点的正电传送不到46点，故障可能出现在KM继电器上：励磁时衔铁是否动作、接点是否闭合。用万用表导通档测试后排出这两种可能，即KM继电器可正常工作。
测试44点电位为负，对地电压约为-40.3V，与理论的110V相距很大，这种情况只能是节点电位达不到正常值引起的故障，进一步测试后确定是电缆线芯绝缘降低引起的，从端子箱处控制电源的下口测出的正电位是110V，而在机构箱的正电位引入端L+（037）电位则变为70V左右。绝缘水平的降低严重影响了整个回路的正常工作，换取备芯后重新测试，电机储能恢复正常。
4.结论
本文采用逐点排查法对控制回路进行故障排查，逐步缩小范围并最终确定故障所在处，即：从端子箱到机构箱的用于提供控制回路正电的电缆线芯的绝缘水平降低。线芯绝缘度的降低造成机构箱控制回路正电L+达不到110V，电机储能回路两端电压不足，流过电机储能接触继电器KM线圈的励磁电流过低，KM常开接点能不闭合，电机两端加不上正负电，电机不运转弹簧不储能。变电站建站时，电缆均预留备用线芯，换取备用线芯后缺陷消失，电机可正常储能。
参考文献
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论文作者:王茜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第8期
论文发表时间:2018/7/6
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