无人值守变电站故障监视的改造方案
2008-04-02 10:15:11 来源：
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电力18讯：
河北省鹿泉市供电公司 安立平 杜洁
石家庄鹿泉市供电公司对常规变电站进行“无人值守”的改造自1995年9月开始，1996年改造完毕。通过几年的运行发现，常规变电站保护的控制回路中+KM、-KM熔断器熔断及保护回路正电源+BM熔断器松动，或合闸、跳闸线圈烧毁，若不能及时发现并处理，将不能进行正常合、分闸操作，更严重时将引起保护装置拒动，造成越级掉闸。使故障扩大、停电范围扩大。
目前新投运的综合自动化变电站不存在以上缺陷。新投运的综合自动化变电站的操作箱均根据“四统一”标准设计（统一技术标准、统一原理接线、统一符号、统一端子排布置）。该标准中的操作箱，均有监视断路器控制回路的合闸位置继电器及跳闸位置继电器，可监视熔断器熔断及合闸接触器线圈、跳闸线圈烧毁，并发送遥信、告警。
对此，常规(电磁保护)变电站拟定如下改造方案：
通常，常规保护变电站的 +KM、-KM熔断器（或合、分闸回路）监视依靠红、绿信号指示灯监视，但 +BM保险的监视没有信号指示灯。常规保护35 kV及以上断路器控制回路一般只设跳闸位置继电器，没有合闸位置继电器。所以，不能靠合闸及掉闸位置继电器接点来发“控制回路断线”信号。因此，总的改造思路为：在原有控制回路红、绿信号指示灯两端及保护电源两端，并接高内阻中间继电器，靠中间继电器的常闭接点来发“二次回路故障”的信号及光字信号。改造后的保护及控制回路部分原理接线见图1～3（图中虚线框内为新增加的部分，并只画出相关部分的二次回路图）。
对接线的合理性、可靠性进行综合分析：
1 并接中间继电器后，断路器合闸时，跳闸线圈的压降（或断路器跳闸合闸接触器线圈的压降）计算
根据断路器跳、合闸线圈回路的灯光监视及其附加电阻的选择要求：
保证灯泡的光亮能让人的肉眼清楚看到，及不应低于60%额定电压，U1 ≥ 0.6UN。即图11~7间或1~33间压降 ≥ 132 V。
长期流过控制回路中跳闸线圈和合闸线圈的电流ICQ，应不致引起其过热，即ICQ ≤ 0.15 IN（IN跳、合闸线圈的额定电流），亦即图1中7~2间或33~2间压降 ≤ 33 V。
当监视灯的灯丝在其底座上短路时，跳、合闸线圈上的电压不足以使断路器动作，其裕度不小于1.3。断路器最低跳闸电压及最低合闸电压，其值不低于30%额定电压，且不应大于65%额定电压。根据30%额定电压即66 V、裕度不小于1.3来考虑，正常运行时，当监视灯的灯丝在其底座上短路时，掉、合闸线圈上的电压应小于50 V。
综合以上三条，并接中间继电器后，图1中7~2间或33~2间回路压降应 ≤ 33 V；1~7间或1~33间回路压降应大于187 V。
以常用CD10-II型电磁操作机构和CZ10型直流接触器为例，其跳闸线圈直流电阻为88Ω、合闸接触器线圈直阻为224Ω。红绿指示灯以往常采用ZSD-38系列信号指示灯，指示灯附加电阻为6 kΩ。（该种指示灯附加电阻小、发热较高，电阻及灯泡经常损坏。）现已经更换为半导体节能指示灯，该种指示灯附加电阻为14 kΩ（该种指示灯损耗小、寿命长，使跳、合闸线圈上的残压小）。并联中间继电器采用“端子式中间继电器”。该种继电器特点是：价格低、投资省，约80元左右（常规中间继电器约200元左右）；安装方便，直接固定于端子排上，配电盘不需扩孔，方便改造施工；动作电压低，动作电压≤75%UN；热稳定性好，可长期耐受120%额定电压。
采用ZSD指示灯，并联中间继电器后的等值电路。（忽略灯丝内阻、接线电阻及接触电阻等），见图4。
合闸接触器线圈压降：220×0.224/ (5.217 + 0.224) = 9.06 V；1~7间压降：210.94 V。
跳闸线圈压降：220×0.088/ (5.217 + 0.088) = 3.65 V；1~33间压降：216.35 V。
考虑直流电压允许±10%的变化范围，取+10%即242 V来计算电压最高情况下的压降：
合闸接触器线圈压降：242×0.224/ (5.217 + 0.224) = 9.96 V；1~7间压降：232 V。
跳闸线圈压降：242×0.088/ (5.217 + 0.088) = 4.0 V；1~33间压降：238 V。
采用半导体节能指示灯后：（忽略半导体内阻，只考虑串联内阻14 kΩ），其等值电路见图5。
合闸接触器线圈压降：220×0.224/ (10.37 + 0.224) = 4.65 V；1~7间压降：215.35 V。
跳闸线圈压降：220×0.088/ (10.37 + 0.088) = 1.85 V；1~33间压降：218.45 V。
考虑直流电压允许±10%的变化范围，取+10% 即242 V来计算电压最高情况下的压降：
合闸接触器线圈压降：242×0.224/ (10.37 + 0.224) = 5.12 V；1~
河北省鹿泉市供电公司 安立平 杜洁
石家庄鹿泉市供电公司对常规变电站进行“无人值守”的改造自1995年9月开始，1996年改造完毕。通过几年的运行发现，常规变电站保护的控制回路中+KM、-KM熔断器熔断及保护回路正电源+BM熔断器松动，或合闸、跳闸线圈烧毁，若不能及时发现并处理，将不能进行正常合、分闸操作，更严重时将引起保护装置拒动，造成越级掉闸。使故障扩大、停电范围扩大。
目前新投运的综合自动化变电站不存在以上缺陷。新投运的综合自动化变电站的操作箱均根据“四统一”标准设计（统一技术标准、统一原理接线、统一符号、统一端子排布置）。该标准中的操作箱，均有监视断路器控制回路的合闸位置继电器及跳闸位置继电器，可监视熔断器熔断及合闸接触器线圈、跳闸线圈烧毁，并发送遥信、告警。
对此，常规(电磁保护)变电站拟定如下改造方案：
通常，常规保护变电站的 +KM、-KM熔断器（或合、分闸回路）监视依靠红、绿信号指示灯监视，但 +BM保险的监视没有信号指示灯。常规保护35 kV及以上断路器控制回路一般只设跳闸位置继电器，没有合闸位置继电器。所以，不能靠合闸及掉闸位置继电器接点来发“控制回路断线”信号。因此，总的改造思路为：在原有控制回路红、绿信号指示灯两端及保护电源两端，并接高内阻中间继电器，靠中间继电器的常闭接点来发“二次回路故障”的信号及光字信号。改造后的保护及控制回路部分原理接线见图1～3（图中虚线框内为新增加的部分，并只画出相关部分的二次回路图）。
对接线的合理性、可靠性进行综合分析：
1 并接中间继电器后，断路器合闸时，跳闸线圈的压降（或断路器跳闸合闸接触器线圈的压降）计算
根据断路器跳、合闸线圈回路的灯光监视及其附加电阻的选择要求：
保证灯泡的光亮能让人的肉眼清楚看到，及不应低于60%额定电压，U1 ≥ 0.6UN。即图11~7间或1~33间压降 ≥ 132 V。
长期流过控制回路中跳闸线圈和合闸线圈的电流ICQ，应不致引起其过热，即ICQ ≤ 0.15 IN（IN跳、合闸线圈的额定电流），亦即图1中7~2间或33~2间压降 ≤ 33 V。
当监视灯的灯丝在其底座上短路时，跳、合闸线圈上的电压不足以使断路器动作，其裕度不小于1.3。断路器最低跳闸电压及最低合闸电压，其值不低于30%额定电压，且不应大于65%额定电压。根据30%额定电压即66 V、裕度不小于1.3来考虑，正常运行时，当监视灯的灯丝在其底座上短路时，掉、合闸线圈上的电压应小于50 V。
综合以上三条，并接中间继电器后，图1中7~2间或33~2间回路压降应 ≤ 33 V；1~7间或1~33间回路压降应大于187 V。
以常用CD10-II型电磁操作机构和CZ10型直流接触器为例，其跳闸线圈直流电阻为88Ω、合闸接触器线圈直阻为224Ω。红绿指示灯以往常采用ZSD-38系列信号指示灯，指示灯附加电阻为6 kΩ。（该种指示灯附加电阻小、发热较高，电阻及灯泡经常损坏。）现已经更换为半导体节能指示灯，该种指示灯附加电阻为14 kΩ（该种指示灯损耗小、寿命长，使跳、合闸线圈上的残压小）。并联中间继电器采用“端子式中间继电器”。该种继电器特点是：价格低、投资省，约80元左右（常规中间继电器约200元左右）；安装方便，直接固定于端子排上，配电盘不需扩孔，方便改造施工；动作电压低，动作电压≤75%UN；热稳定性好，可长期耐受120%额定电压。
采用ZSD指示灯，并联中间继电器后的等值电路。（忽略灯丝内阻、接线电阻及接触电阻等），见图4。
合闸接触器线圈压降：220×0.224/ (5.217 + 0.224) = 9.06 V；1~7间压降：210.94 V。
跳闸线圈压降：220×0.088/ (5.217 + 0.088) = 3.65 V；1~33间压降：216.35 V。
考虑直流电压允许±10%的变化范围，取+10%即242 V来计算电压最高情况下的压降：
合闸接触器线圈压降：242×0.224/ (5.217 + 0.224) = 9.96 V；1~7间压降：232 V。
跳闸线圈压降：242×0.088/ (5.217 + 0.088) = 4.0 V；1~33间压降：238 V。
采用半导体节能指示灯后：（忽略半导体内阻，只考虑串联内阻14 kΩ），其等值电路见图5。
合闸接触器线圈压降：220×0.224/ (10.37 + 0.224) = 4.65 V；1~7间压降：215.35 V。
跳闸线圈压降：220×0.088/ (10.37 + 0.088) = 1.85 V；1~33间压降：218.45 V。
考虑直流电压允许±10%的变化范围，取+10% 即242 V来计算电压最高情况下的压降：
合闸接触器线圈压降：242×0.224/ (10.37 + 0.224) = 5.12 V；1~
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