黎锡祥
（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523000）
摘要：本文主要从10kV小车开关控制回路设计出发，对其传统结构、运行状况等进行分析。结合设计内容，深入挖掘10kV小车开关运行中的指示灯问题、控制回路断线问题，通过指示设计优化、线路结构调整、循序检查测量等实现10kV小车开关控制回路的优化，提升10kV小车开关控制成效，为小车开关控制系统优化提供一定的参考。
关键词：10kV小车开关；控制回路；设计；优化
控制回路设计效果直接影响着10kV小车开关控制效果，是提升操作可靠性、运行稳定性的关键。我国10kV小车开关设计中对控制回路非常重视，分别结合控制方式、断线情况、接触点不良等具体问题展开相应调整和优化，从根本上改善了“远方/就地”控制不良和开关不到位情况，实现了全方位、智能化、高效化小车开关控制，为该系统正常运行打下了坚实的基础。
1 10kV小车开关控制回路的设计
10kV小车开关传统系统主要包括储能、合闸、分闸三个模块，能够通过闭合和开断两种状态控制系统电流，起到过流保护的效果，其具体结构见图1。
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图1 10kV小车开关（左）及传动系统（右）
其中，分闸脱扣器控制分闸弹簧完成开断操作；合闸脱扣器控制合闸弹簧完成闭合操作，两者为连锁机构，配合离合器、减速机、电动机实现储能调控，以保证在系统过载后10kV小车开关能够快速、有效调控，提升系统的安全性和可靠性。
控制回路主要由控制开关、继电器、电磁铁等组成，能够在系统电流异常情况下通过继电器、断路器、分闸线圈等调整开关开闭情况，减少电流异常对线路、设备等的影响。本次研究中主要以无二极管的10kV小车开关为例，其控制回路设计如下。
当QA处于断开状态时，SA不得电为就地状态，开关处于运行位置时，S9接通；闭合QA1和控制电源后，系统开始储能，当达到设定值后S2、S4断开，S1接通，储能完毕指示灯亮，S3闭合。此时按下合闸按钮SB1后，10kV小车开关断路器合闸。
合闸后储能线圈失电，断路器辅助开关QF跳位，指示灯变，S3断开，储能电机完全失电后断开S2，S3、S4闭合，系统重新储能，直至储能完毕后按下分闸开关按钮SB2，10kV小车开关断路器分闸。
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注：SA：按钮开关、SP：行程开关、KO：继电器、KT：时间继电器、KCO：中间继电器、QA：空开、QF：断路器、QF：断路器辅助开关、HQ：合闸线圈、TQ：分闸线圈、Y1：电磁铁、XB：连接片、SEL：厂家保护接点、L：直流正、负控制电源。
图2 10kV小车开关控制回路设计图
2 10kV小车开关控制回路存在的问题
2.1 指示设计不当
10kV小车开关运行过程中受元器件、线路等的影响，很容易出现小车开关控制不到位、接触不良等问题，造成开关控制效果大打折扣。尤其是在10kV小车开关控制回路中没有直观观察点时，根本无法对开关点接触情况进行检查，完全依照操作感觉很容易出现失误。为此，必须在开关回路设计的过程中做好开关到位指示灯的设置，分别显示到位情况、接触点状况、储能情况等，确保操作人员能够直观、清楚地把握10kV小车开关运行情况。
除此之外，许多10kV小车开关装置需要手动完成机械闭锁进出，在到位后再进行手动闭合，操作较为复杂。当摇进机构发生形变后也很容易造成10kV小车开关不到位，严重时甚至导致开关合闸回路不通，开关拒动，加大了运行风险。
2.2 控制回路断线
控制回路运行过程中可能出现断线问题，导致系统拒动/误动，在一定程度上影响了10kV小车开关的稳定性和可靠性。从整体角度而言，导致10kV小车开关控回路断线的原因主要包括电源损坏、回路部件故障、小车位置不到位、回路断线或接触不良等，其具体状况见表1。
表1 10kV小车开关控制回路断线的原因
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当控制电源空气开关处于断开状态时TWJ和HWJ常闭点处于闭合状态，显示发信回路接通，系统回路故障；当分闸开关处于未到位或处于断开状态时，系统则一直处于回路接通状态，长此以往必将烧损合闸线圈，导致10kV小车开关故障；行程开关不到位时S9断开，合闸控制回路无法接通，系统控制操作异常；投切过程中震动情况非常明显，当幅度较大时很容易造成端子松动，诱发控制回路断线等。这些都在一定程度上影响了10kV小车开关控制的有效性和可靠性，在控制回路优化时需全面重视。
3 10kV小车开关控制回路的优化
3.1 优化线路结构，做好指示设计
10kV小车开关设计过程中需依照国家标准进行元器件材料、面板材料的选取，保证其符合运行环境需求。尤其是在开关摇进机构面板材料选择中，要尽量增加材质的抗弯强度，避免出现由材料变形导致的行车不到位问题。一般10kV小车开关中需保证开关摇进机构面板厚度在2.5mm左右，尽量选用抗弯强度较大的板材。
此外，为进一步保证10kV小车开关控制的合理性和有效性，在小车开关设计中还需合理安排指示灯位置，尤其是关键指示灯，如储能指示灯、行车指示灯、故障报警等。本次设计主要设置黄灯、红灯、绿灯，分别指示储能完成、断路器辅助开关断开、合闸回路导通，指示灯较为简单。可在该基础上增加行车指示灯，直观展示小车到位情况，快速判断，减少10kV小车开关不到位问题。
3.2 检查控制回路，形成对应方案
一般检查过程中应从准备工作和运行状态两部分出发对10kV小车开关控制回路情况进行检查，确定是否存在风险隐患，包括：
（1）检查电源线路是否正常；使用万用表测量电源电压值与运行状态一致；使用万用表检查柱头是否有电流。
（2）检查10kV小车开关中的接点是否良好；航空插头是否插好；开关是否连接正常。
（3）检查储能指示灯是否能够正常运行；检查储能指示灯指示结果与实际储能状态是否一致。
（4）在运行一段时间后检查线路中是否存在烧焦味，接点是否存在高温异常，尤其是分合闸线圈处。
（5）使用万用表测量常开点、常闭点电压情况，判断是否误/拒动、是否损坏。
（6）使用万用表测量S9处电压情况，分析10kV小车开关是否到位，确定其导通情况。
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图3 闭锁电磁铁区域改进后情况
依据个人工作经验，10kV小车开关中端子松动、线路损坏等产生的控制回路问题并不常见，在此不再深入分析。
以某10kV小车开关控制回路断线故障为例，3#变压器小车开关运行中小车摇进到指定位置后分闸指示无反应。依照上述检查流程进行故障检查后发现：小车开关各线路连接正常、储能指示灯运行情况正常、线路不存在烧损、小车行车到位。在检查电磁铁常开点、常闭点中发现其处于闭合状态时无电压，拆开后发现合闸按钮前方铁片与闭锁电磁铁贴合太紧，闭合状态时很容易出现电磁铁与前方铁片摩擦导致的闭合不到位情况。依照上述情况对合闸按钮前的铁片位置、闭锁电磁铁的主体位置进行调整（见图3），分别将其向不同方向移动2mm，增加两者之间的间距，试运行一段时间后电磁铁闭合效果良好，没有再出现闭合不到位现象。
4 总结
10kV小车开关是提升该系统稳定性和安全性的重要装置。在设计过程中需加大对10kV小车开关控制回路的重视力度，结合国家规范和用电标准合理设置小车开关，做好设备选型和结构优化。要从材质材料、指示显示、接线效果、运行质量等出发，全面提升10kV小车开关的控制效果，减少该装置误动或拒动，使小车开关控制回路能够全面满足其控制要求。
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系统继电保护装置的主要构成元素看，它包括了瓦斯保护、电流速断保护、差动保护和过流保护等。一般而言，在变压器外部故障中，瓦斯保护往往不能形成可靠的保护，因此它往往被运用在油箱电源侧，或者是容量较小的变压器内。而过流保护则是因为受到变压器之外的自然或人为原因影响，引起过流现象，这可以对变压器形成后备保护的作用。对于备用电源互投装置来说，当两路以上电源进线供电时，在其中一路出现断电现象，供电负荷能够用其他电源继续供电，这就是所谓的切换电源，在具体操作中，依靠人力完成的切换被称为手动互投，而依靠机器自动化切换的则被称为自动互投，互投形式本身是多种多样的，如用母联断路器完成互投、进线电源互投等。而对于某些特殊状况，当供电电源不能实现并列运行，此时就必须加装互投闭锁。
通常情况下，电缆质量不满足标准要求是引发500kV二次回路继电保护故障的主要原因，直接关乎系统安全，增加二次回路故障发生率。为此，应尽量选择使用专用的电缆，同时在检测期间，要求针对不同接线头展开系统检查，以免有裂痕或者是损坏电缆被应用在500kV二次回路继电保护中，不断提高电力系统运行的安全性与稳定性。
合理利用指示灯对电源进行控制的时候，要选用相同电源与继电保护设备电源，为维护、检修工作的开展提供必要帮助。若在设计期间选择使用独立的电源，即可避免电力系统运行受其他因素影响，促进其运行安全与稳定。与此同时，应根据具体要求，使指示灯获得独立电源支持。这样一来，即便继电保护二次回路发生故障，同样可以确保指示灯工作状态正常，实现指示灯可靠性的全面提升。
4 结语
加强对电力系统500kV二次回路及继电保护调试的探讨，对于维护电力系统稳定运行有着极其重要的现实意义。相关工作人员需要首先做好电力系统500kV二次回路调试的准备工作；同时掌握基本的500kV二次回路调试技巧——如电缆连接调试、操动机构信号调试和断路器自身信号调试、开关量调试等等；在此基础上，运用科学的继电保护调试技巧确保整个系统的稳定运行。
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论文作者:黎锡祥
论文发表刊物:《云南电业》2019年8期
论文发表时间:2020/1/3
标签：回路论文; 小车论文; 指示灯论文; 电源论文; 断线论文; 情况论文; 断路器论文; 《云南电业》2019年8期论文;