摘要：文章以我公司2×660MW汽轮机发电机组项目中采用的F-C开关回路的一起故障案例为例，介绍F-C回路的组成及工作原理，分析F-C回路的常见故障及原因，并以本公司此次故障案例的解决方案为例，分析F-C回路常见故障的预防和改进措施，以供同行进行参考。
关键词：高压开关柜；接触器；分合闸线圈
1 引言
目前随着人们对电能需求量的日益增加，对电力供应的稳定性也提出了较高的要求，因此电厂在扩大规模、增加机组容量的基础上，不断改进保护措施提高电力供应的安全性与稳定性。在目前的发电厂中，在进行高压设备开关的选择时，通常对于容量低于1250kV•A变压器以及功率低于1000kW的电动机等设备采用高压限流熔断器（F）和高压真空接触器（C）组成的开关回路，即F-C组合电器。其中此回路中的操作元件为真空接触器，起到灭弧分断的作用，而其中的短路保护元件为熔断器，起到熔化熔体开断电流的作用，将计入回路的电气设备进行切断，起到保护作用。但是在F-C组合电器的实际运行中，容易出现拒动、误动等分合闸故障，需要在分析其工作原理和故障原因的基础上，提出相应的解决对策，采取有效的预防和改进措施，提高F-C组合电器的可靠性。
2 设备概述
2.1本项目设备概况
本工程2×660MW汽轮机发电机组以发电机-变压器单元接线接入500kV系统，本期出线2回，每回出线设置1组出线电抗器。本期厂内新建500kV配电装置，采用3/2断路器接线，共建设2个完整串，不考虑远期扩建；本工程设置1台起动/备用变压器，电源从厂内500kV配电装置I母线上引接。主变压器与500kV GIS的连接采用500kV高压架空线。11kV配电装置采用由真空断路器开关柜与F-C回路开关柜组成的混合式高压成套开关柜，包括：金属铠装全隔离手车中置式真空开关柜；金属铠装全隔离手车中置式F-C开关柜。
2.2 F-C回路概况
F-C回路是由高压限流熔断器和高压真空接触器组成的开关回路，其作为设备的短路保护和过载保护，具有真空接触器和熔断器的双重优势。其中限流式熔断器的作用是对短路电流的上升进行限制，具有非常快的回路切断速度，确保其短路电流还未达到预期峰值时将其切除；而接触器则具有使用寿命长、成本低、体积小、可以频繁操作等优点，比较适用于对电动机的保护和控制，可以有效降低电动机的故障概率。其工作原理为：当设备运行中的最大工作电流超过熔断器熔断电流时，熔断器首先开始熔断，当熔丝完全熔断之后接触器开关跳开。而且设备运行中的任意一相熔断器熔断后，熔断器内的撞针弹出，并有撞击杆使接触器跳闸，联动三相一同跳闸，避免了设备缺相运行的问题。而对于电动机的大电流闭锁保护，其原理为：当设备运行中的最大工作电流超过F-C闭锁电流时，此时如果接触器跳闸则可能造成接触器烧毁，所以通过熔断器将大电流断开来对接触器进行保护。当故障电流大于电流闭锁保护定值时只有动作报文，闭锁保护跳闸出口和遥跳出口，该功能可经“过流闭锁保护投入”控制字投退。
3 高压开关柜接触器分合闸线圈故障问题分析
3.1开关柜误动及拒动的原因分析
由于抱闸装置内部接点K10、K11接点接通，造成开关跳闸回路接通，是导致运行中开关跳闸的直接原因。抱闸线与恢复弹簧的间隙过小是产生跳闸的原因之一。抱闸线行程过短，只能依靠其外部套管调整与P1接点压板之间的距离，是造成此次开关运行中跳闸的主要原因。厂家设计人员在对熔断器断线控制回路制造过程中只单纯考虑熔断器熔芯动作后可靠性，未考虑到误动的潜在隐患，将抱闸线芯人为压接至P1接点接通的临界位置，造成误动。抱闸线接点压板螺栓松动未加防松螺母是造成此次开关故障的原因之一。
由于开关抱闸线线芯三相设计长短不一，在不同位置引来的三相线芯同时作用于跳闸P1接点压板的不同位置，这样在长周期运行环境下，势必造成线芯作用点受力不均，最终导致熔断器烧毁后不能正确动作。P1接点的滚轮压板未加装固定弹簧或返回弹簧，压板不能有效固定，当线芯推动压板时，空行程过大造成拒动。抱闸线芯行程过短，不能有效接通接点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆抱闸线所用材料热胀冷缩现象严重，造成该抱闸线的行程变化较大，引起拒动。抱闸装置的桩头只单纯靠P1接点自身弹簧的返回力复位，自身没有返回弹力，造成拒动。
3.2分合闸线圈故障实例分析
接触器未能正常合闸，出现两相导通一相不通的情况造成电机缺相启动烧坏电机；接触器随机出现多次不能正常合闸现象，同时导致合闸控制继电器KA1上的并联电阻发热，影响安全和稳定运行。
针对接触器多次随机出现的不能正常合闸现象进行分析可知，由于CVX接触器的合闸线圈与其他厂家设计的线圈不同，因此不能按照常规设计，将合闸线圈接到合闸位置监视回路，合闸线圈输入端阻抗远大于跳闸位置继电器，直接接入位置监视回路后，回路电压大部分降落合闸线圈上，导致合闸线圈处于半启动状态，对合闸回路造成干扰。
4 改进措施
4.1预防和改进措施
利用机组检修机会检查F-C开关熔断器断线回路抱闸线芯是否有松动、脱落及损坏现象。定期检查F-C开关运行工况是否有过流、过压现象。设备由检修转热备或运行工况时需检查熔断器是否完好，并摇测绝缘。检查F-C三相微动开关接点是否有松动现象，接线是否正确牢固等。检查抱闸线接点压板螺栓是否有松动。
原A、B、C三相微动开关共同控制同一只行程开关，微动开关抱闸线在安装过程中弯曲变形较大（AC相较为严重），且三相接点共同连接至同一行程开关，控制行程难以统一，通过将A、B、C三相微动开关分别控制一只行程开关（二次接线需作相应更改），安装位置尽量缩短、且圆滑过度，以减少因微动开关安装时抱闸线弯曲造成变形影响控制行程。原微动开关材质随环境温度变化，其抱闸线膨胀系数（8-13*10-5/℃），对微动开关行程造成影响，为解决该原因造成的影响，将A、B、C三相抱闸线行程由原来，A、C相580mm、B 相500mm 统一更改为240mm。
4.2分合闸故障实例的解决方案
针对开关柜接触器不能正常合闸的问题，采取将合闸位置和跳闸位置监视回路接线方式进行变更的解决方案，具体操作如下：首先将原来跳闸位置回路通过辅助开关在分闸位置闭合的接点接到合闸线圈；现在更改为跳闸位置通过辅助开关在分闸位置闭合的接点直接接到KM-。如图4.1/4.2所示，具体是断开航空插座TX25和TX42连接，将TX25直接接至KM-。然后将原来合闸位置回路通过辅助开关在合闸位置闭合的接点接到分闸线圈；现在更改为合闸位置通过辅助开关在合闸位置闭合的接点直接接到KM-。具体是断开航空插座TX15和TX13连接，将TX15直接接至KM-。最后对开关柜进行全面排查，一旦发现问题及时处理并进行反馈，确保所有设备可靠运行。
经过上述变更之后，经过多次试验验证，确定现场对多台次开关柜接触器位置监视回路更改接线的方案。更改接线后，各进行100次连续分合，接触器均能正常分合，没有出现异常。
5 结语
通过对11kV F-C开关回路常见故障以及本公司此次分合闸故障现象的原因分析及技术改造，解决了分合闸不到位的问题，节约了成本，降低了产品的维护量，强化了设备结构，提高了熔断器断线回路的安全性能，节省了备件的使用量。F-C开关拒动还会影响机组的稳定运行或造成越级跳闸使机组停机。经过对11kV F-C开关熔断器断线回路的技术改造，大大提高了我公司上网的安全性评价，对保证机组的可靠、安全、经济运行起到了重要作用。
参考文献
[1]王继强,邵华,杨君.F-C回路熔断器故障原因分析及处理措施[J].华电技术,2013, 35(6):63-64.
[2]董德勇,王肖.考虑线圈疲劳因素的高压开关柜无法电动分合闸故障处理方法[J].电工文摘,2017(4).
【作者简介】姓名：孙光海 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：电气专业工程师；姓名：史升振 工作单位：山东电力建设第三工程有限公司 职务：项目总工。
论文作者:孙光海,史升振
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：接触器论文; 回路论文; 熔断器论文; 接点论文; 开关柜论文; 线圈论文; 位置论文; 《电力设备》2018年第19期论文;