接觸器的改進使煤礦一級負荷實現(xiàn)電腦程序操作

文/鄧斐，河南能源集團永煤公司供電處

接觸器的改進使煤礦一級負荷實現(xiàn)電腦程序操作

文/鄧斐，河南能源集團永煤公司供電處

變電站電氣設(shè)備的控制離不開接觸器的應(yīng)用，接觸器的選型對煤礦安全供電有著深遠的影響。通過電氣設(shè)備廠家與用戶單位現(xiàn)場使用情況結(jié)合，在多次更換接觸器后，最終確定了直流接觸器的型號為：施耐德 LC1D09MD DC220V，應(yīng)用于江蘇如高CJ2型電動隔離開關(guān)操作機構(gòu)，有效解決了：因室外設(shè)備的接觸器受潮，而導(dǎo)致整個變電站直流系統(tǒng)絕緣降低的問題；更重要的是，有效解決了：因接觸器吸合不到位，而阻礙了多個110kV變電站不能順利實現(xiàn)電腦程序操作的重大問題。加快了變電站綜合自動化建設(shè)進程，保障了高壓特種作業(yè)的安全性和可靠性。

直流接觸器；變電站綜合自動化建設(shè)；電動隔離開關(guān)；電腦程序操作

引言：

變電站直流系統(tǒng)為供電設(shè)備的安全運行提供了有力支撐，關(guān)系到供電設(shè)備能否正常動作而切除事故。直流系統(tǒng)絕緣降低是最頻發(fā)的安全隱患，也是最難查找影響面最大的隱患。另一方面，變電站要實現(xiàn)電腦程序操作，必須在“五防”系統(tǒng)發(fā)出操作請求后規(guī)定的時間內(nèi)執(zhí)行完畢，否則操作將被取消，必須重新請求。當(dāng)程序操作已經(jīng)執(zhí)行，但電氣設(shè)備未響應(yīng)，出現(xiàn)了超時被迫取消操作，既耽誤了操作任務(wù)的完成，更需要查找出設(shè)備未響應(yīng)的具體原因，排除安全隱患。自使用江蘇如高電動隔離開關(guān)以來，其CJ2型操作機構(gòu)內(nèi)的接觸器已經(jīng)全面更換了兩次，每次更換均是在運行過程中出現(xiàn)了上述兩種安全隱患后，進行檢查、分析、改進，而后確定了所需更換的接觸器型號。

1 問題提出

1.1 直流系統(tǒng)絕緣降低

新橋110kV變電站自2010年開始使用如高電動隔離開關(guān)，共18臺套。因廠家電動操作機構(gòu)中出廠配備的接觸器線圈外殼防護等級較低，在陰雨天氣時總是出現(xiàn)因接觸器線圈受潮而導(dǎo)致直流絕緣降低的情況發(fā)生，2013年8月將原接觸器更換為防護等級較高的ABB公司生產(chǎn)的型號為ASL09-30-10-88的接觸器。更換后站內(nèi)直流絕緣沒有再出現(xiàn)因陰雨天氣導(dǎo)致降低的情況。此后，廠家在得到用戶現(xiàn)場運行經(jīng)驗的反饋后，同步，將新出廠的設(shè)備也全部使用ABB公司生產(chǎn)的型號為ASL09-30-10-88的接觸器。

1.2 現(xiàn)場操作，分合閘按鈕按下后沒反應(yīng)

自2015年下半年以來，ABB公司生產(chǎn)的型號為ASL09-30-10-88的接觸器運行不到兩年時間，站內(nèi)各電動隔離開關(guān)在操作時普遍存在按下合、分閘按鈕后接觸器不吸合，導(dǎo)致無法正常進行電動合、分閘的現(xiàn)象。由于現(xiàn)場操作都無法滿足，致使電腦程序操作更加無法實現(xiàn)，必須解決該問題，才能向綜合自動化變電站應(yīng)用發(fā)展。2016年6月，已將接觸器更換為防護等級較高、動作靈活的施耐德公司生產(chǎn)的型號為LC1D09MD DC220V的接觸器。

2 具體情況及故障排查

2.1 直流系統(tǒng)絕緣降低的“罪魁禍首”

在陰雨天氣時，變電站直流絕緣監(jiān)察裝置顯示絕緣電阻降低，按照下雨影響面的實際情況查找，一般先室外后室內(nèi)。查找室外的原因，又按照先查影響小的直流回路進行拉路查找，如故障點在該部分，當(dāng)斷開直流電源開關(guān)后，故障點脫離直流系統(tǒng)，系統(tǒng)絕緣恢復(fù)正常。通過拉開室外電機電源，證實了故障點在電機電源回路上。確定范圍后，通過現(xiàn)場查看，機構(gòu)箱密封嚴實，排除了滲水引起。經(jīng)過多人現(xiàn)場檢查，最終提出如高電動隔離開關(guān)CJ2型操作機構(gòu)內(nèi)的接觸器有凝露現(xiàn)象，斷開其電源后直流系統(tǒng)絕緣恢復(fù)正常。通過資料查詢，最終確定了凝露的原因為接觸器線圈外殼防護等級較低，不再適合室外設(shè)備繼續(xù)使用，經(jīng)研究確定全面更換優(yōu)質(zhì)接觸器。

2.2 接觸器不吸合的排疑

自2015年下半年以來，ABB公司生產(chǎn)的型號為ASL09-30-10-88的接觸器運行不到兩年時間，經(jīng)多次操作發(fā)現(xiàn)，第一次操作時普遍存在接觸器不能正常吸合的現(xiàn)象（大部分是分閘操作，站內(nèi)18臺刀閘正常16臺在合位，2臺在分位），站內(nèi)為節(jié)約操作時間，只能采用手動按壓接觸器的彈簧觸頭使其常開接點閉合導(dǎo)通電機回路進行操作。但是，當(dāng)天該回路進行第二次相反操作時大部分時間又不再出現(xiàn)任何問題（大部分為合閘操作）。

通過分析刀閘電動操作電氣回路排除電機回路故障，初步判斷以下兩方面問題和一個疑是問題：1、控制回路中的電容在分合閘時可能對線圈兩端的電壓有影響，導(dǎo)致線圈吸合電壓達不到要求；2、接觸器內(nèi)部的滑道存在卡澀問題。疑是問題：電氣回路中的電容C充放電是否會引起接觸器第一次動作失敗。

2.2.1 故障排查：

2016年3月21日，站內(nèi)利用Ⅰ、Ⅱ城新線檢修需操作刀閘的機會進行以下試驗：

第一次操作拉開Ⅰ城新2甲刀閘時，提前將萬用表兩根表筆（直流1000V檔位）分別放在KM1 9、10兩個接點上，此時電壓為0。按照正常的操作步驟按下分閘（SB3）按鈕聽到五防鎖“滴”的一聲后松開該按鈕（五防鎖提示“滴”的聲音為控制回路中已有電流通過，正常情況下接觸器應(yīng)吸合），接觸器未吸合但五防鎖這一步驟已通過，同時觀察萬用表在按下分閘按鈕的一瞬間電壓為220V。通過此現(xiàn)象，證明按下分閘按鈕一瞬間接觸器得到了正常的動作電壓，但沒有吸合。

在五防電腦上重新上傳該步驟后按下分閘（SB3）按鈕聽到五防鎖“滴”的一聲不松開該按鈕，持續(xù)7s左右后接觸器線圈吸合（觀察萬用表接觸器線圈電壓一直為220V），同時電機回路正常運轉(zhuǎn)，松開該按鈕后，通過自保持回路電機一直運轉(zhuǎn)，刀閘到位后通過行程開關(guān)斷開電機回路，電動分閘正常。

當(dāng)天早上進行的Ⅰ城新2-I、Ⅱ城新甲、Ⅱ城新2-Ⅱ三個刀閘分閘操作均通過此方法進行（持續(xù)按下分閘按鈕3-7s左右的時間，接觸器動作后松開）接觸器均能正常動作，電機運轉(zhuǎn)正常。

中午進行的Ⅰ城新2甲、Ⅰ城新2-I、Ⅱ城新甲、Ⅱ城新2-Ⅱ四個刀閘合閘操作時，按下合閘（SB1）按鈕五防鎖提示“滴”的一聲后接觸器吸合正常，操作順利，未出現(xiàn)需長時間按合閘按鈕的情況。

2.2.2 通過此次試驗得出以下結(jié)論：

1、控制回路中的電容在分合閘時不會對控制電壓有影響，僅起到保護行程開關(guān)觸點的作用。

2、接觸器不能正常吸合的原因為內(nèi)部的滑道存在卡澀現(xiàn)象，導(dǎo)致7秒鐘后才吸合。

3、分、合閘接觸器在兩個不同的電氣回路中，出現(xiàn)第一次操作不成功，當(dāng)天該回路進行第二次相反操作時大部分時間又正常的現(xiàn)象并不是必然的，而是恰好同一刀閘的電氣控制回路中的接觸器一個良好，一個滑道有卡澀情況導(dǎo)致。

2.2.3 疑是問題中得知的知識點

電容的主要作用是保護分合閘回路中串聯(lián)的行程開關(guān)的觸點，其原理是：當(dāng)電機在旋轉(zhuǎn)過程中（刀閘即不在合位，也不在分位），分合閘回路中的行程開關(guān)均處于常閉，此時對電容充電；當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)到位是，斷開分（合）閘回路中與操作相對應(yīng)的行程開關(guān)。由于靠行程開關(guān)的觸點斷開電機負荷電流（該負荷電流與行程開關(guān)觸點的工作電流相比很大），可能會打火（產(chǎn)生電?。?，燒損行程開關(guān)的觸點，直接影響行程開關(guān)觸點的使用壽命。而在電機旋轉(zhuǎn)過程中充電的電容C與兩個行程開關(guān)（SQ1、SQ2）常閉觸點構(gòu)成了的回路，在電機旋轉(zhuǎn)到位時，斷開的行程開關(guān)觸點兩端形成了相反的電容電壓，該電壓可抵消DC220V電源電壓，從而起到對行程開關(guān)觸點滅弧的保護作用。

3 兩次更換接觸器的最終效果

2016年6月，經(jīng)過和江蘇如高廠家技術(shù)人員結(jié)合，最后更換了防護等級較高、動作靈活的施耐德公司生產(chǎn)的型號為LC1D09MD DC220V的接觸器，有效的解決了安全隱患，確保了110kV變電站順利實現(xiàn)電腦程序操作的技術(shù)條件滿足，加快了變電站綜合自動化建設(shè)進程，保障了高壓特種作業(yè)的安全性和可靠性。此后，廠家在得到用戶現(xiàn)場運行經(jīng)驗的反饋后，將新出廠的設(shè)備也全部使用施耐德公司生產(chǎn)的型號為LC1D09MD DC220V的接觸器。