刘梦娜
（广东电网有限责任公司电力科学研究院 510080）
摘要：本文就一起由主变冷却系统时间继电器故障引起的220kV变电站主变本体瓦斯继电器误动作事件进行原因分析，通过试验分析得出时间继电器故障的根本原因，提出防范措施及建议，为同类型时间继电器的运维提供参考。
关键词：时间继电器 故障分析 主变冷却系统 误动作 防范措施
1 引言
某局220kV变电站#1主变冷却系统油泵控制回路中的时间继电器A发生异常故障，导致冷却器两组油泵同时动作，引发变压器本体瓦斯继电器误动作。事后对#1主变油泵启动回路的时间继电器进行测试，该继电器整定时间为10秒，实际延时只有20毫秒，推断时间继电器损坏。本文通过试验分析A时间继电器故障的根本原因，为后续同类型时间继电器运维提供参考。
2 工作原理
故障时间继电器生产日期为2003年。解体后观察损坏继电器，电路板正面背面均未发现损坏痕迹，外观和结构与正常继电器基本一致。继电器电子原理图如图1所示，电路主要分为3个模块：交流/直流整流模块、G6445延时模块和2P4M可控硅驱动模块。各模块关系如图2：
当继电器A1、A2端子施加交流电压Vac时，该电压经交流/直流整流电路后整流成直流电压Vdc，该电压同时加在2P4M单向可控硅和G6445延时电路上。2P4M可控硅虽有正向电压，但控制极G没有触发信号，因此2P4M不能导通，继电器处于断路状态；该直流电压Vdc给G6445延时电路提供了工作电压，G6445延时电路的输入电阻很大，相当于断路，当有工作电压时，G6445延时电路经过整定时间T（其中拨码开关RS调量程档位10s/10min，可调电阻RP1调整定时间）后，输出延时触发信号，经驱动电路功率放大后，为2P4M可控硅提供驱动脉冲。当2P4M可控硅接收到驱动脉冲后导通，形成交流/直流整流电路和可控硅电流回路，即继电器导通。
3 故障原因分析
3.1电子元器件检查
经测试，发生故障的时间继电器A的整定时间为10秒时，实际延时只有20毫秒，初步判断为可控硅已被击穿损坏，这样当A1、A2端子施加交流电压时，不需要经过延时触发，可控硅即导通，通过交流/直流整流电路和可控硅构成电流回路。为此采用万用表对时间继电器A和另一块同型号且完好的时间继电器的可控硅进行了测试，测试结果如表1示：
用万用表二极管档测量故障继电器A的可控硅阳极与控制极间的电压是1.603V，而完好时间继电器的可控硅测阳极与控制极之间应该不导通，原因是阳极A与控制极G之间有两个背靠背的PN结；另外采用万用表欧姆档测出发生故障的时间继电器A的可控硅阳极A与阴极K之间的电阻很小，只有580.7Ω，而正常的可控硅阳极A与阴极K的电阻应该是接近无穷大的。以上测试结果表明时间继电器A的可控硅极可能被击穿损坏。
完好的时间继电器通电后，时间达到整定延时，方发出触发信号，开放可控硅导通；而已损坏的时间继电器在通电后可控硅瞬时导通，而触发信号在到达整定延时方才发出。由此可知，可控硅被击穿损坏是故障继电器瞬时接通的原因。
图3 某站#1主变冷却器原理图
3.3 验证分析
220kV某变电站#1主变冷却器的油泵原控制回路见图3。当#1主变的油温高于75℃或者主变保护中根据主变负荷动作的启动风冷出口时，K4或者K04继电器动作，KM4继电器动作，第2组油泵启动，同时A时间继电器带电，经延时动作启动KM2继电器，KM2继电器接点接通第1组油泵回路，第1组油泵启动。根据前述分析，A型号时间继电器属于电子式继电器，无动作接点，通电驱动后其主回路延时接通。当K16时间继电器的可控硅被击穿损坏后，一旦通电其主回路将无延时接通，造成第1组油泵无延时与启动第2组油泵，与现场试验现象一致。
4 结论
通过以上试验及分析可知，该继电器故障原因是由可控硅被击穿损坏引起。可控硅击穿损坏是由于该继电器处于主变负荷启动冷却器油泵回路，随着变压器负荷变化频繁带电启动，且运行时间较长（11年）。
5 防范措施及建议
（1）检查主变油泵等冷却装置控制回路，重点检查各台油泵正确动作，动作时间正确，实际动作时间与整定值一致，确保油泵延时控制回路动作正确。
（2）完善主变油泵控制延时回路，在第二台油泵控制回路也增加时间继电器，并设定不同延时值。按照国家能源局要求“强油循环结构的潜油泵启动应逐台启用，延时间隔在30s以上”，设定第二台油泵延时40s（10+30=40s），确保一个时间继电器故障时油泵不会同时启动。
参考文献
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[3] 弥云洲,范军辉.变压器风冷控制故障导致本体重瓦斯动作跳闸分析 [J]. 中国电力企业管理. 2011 (16).
论文作者:刘梦娜
论文发表刊物:《电力设备》2016年第12期
论文发表时间:2016/8/25
标签：可控硅论文; 油泵论文; 继电器论文; 时间继电器论文; 回路论文; 故障论文; 电压论文; 《电力设备》2016年第12期论文;