高压开关柜直流控制电源和继电保护的改进方案

摘要：文章对高压开关柜直流控制电源和继电保护的改进方案进行了分析。在对高压开关柜的直流控制电源和继电保护进行一定的改进后，体系当中的开关柜让线圈烧毁的原有概率得到有效的缩减，启动的速率也得到了增加，跳闸的配件也变得更加稳固。

关键词：高压开关柜；直流控制电源；继电保护；改进方案

中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）27-0039-02

随着社会经济的不断发展与变化，很多企业在技术上都进行了提升与改进，从而为企业带来了更多的经济利益。在很多煤矿企业的电力系统中，都在使用高压开关柜来提供服务。对于高压开关柜来说，含有继电保护装置，在技术中使用了本源的保护原理、控制电源配置等先进技术，在软件和硬件中都对高压开关柜进行了技术改进，使得高压开关柜的安全性得到了有效的提高，保证了电力系统的正常运行。可是，通过对实际的使用情况进行分析后，发现高压开关柜结构下的继电保护还存在很多需要改进的地方，需要不断研究找出一种最佳状况下的继电保护。

1 对控制电源存在的问题分析

1.1 问题的情况分析

高压开关柜在工作使用过程中，经常会出现一些问题，导致企业生产受到影响。如某煤矿企业，一矿采车间中安装了几台大型的空压机，设备的电机使用功率都比较的高，达到了250kW·h，电压为6000V，电流为29.5A。为了使这些设备能够正常地进行工作，配置了高压开关柜，柜内配备了很多的保护措施，其中含有直流控制电源，以促进继电保护。在使用的过程中，出现了一些问题其中有直流控制电源的问题。对该问题进行分析发现，高压开关柜中的继电器线圈与线圈衔接的部分容易发生触头烧毁的现象；同时控制电源中的储能电容器也很容易出现损坏的情况，严重的时候也容易发生爆炸的事情；由于这些原因，导致控制电源在使用的过程中出现故障，断路器就不能够正常地进行自动跳闸，影响开关柜的工作效果，从而使得各种机器设备受到损坏。在对这些现象进行故障分析，得知在开关柜当中的直流状态下的控制电源，在经过一定的整流之后能够输出220V的电流，并有效地衔接起能够被调和的新电源以及特有的合闸电源。当控制电源事故发生后，可以使用万能表对直流电源进行检测，发现测出的电压达到了340V左右，而工作中继电器线圈带有的额定电压为220V，在储能框架中的电压容器因为带有耐压作用，电压最高也维持在450V左右。对这些情况分析得出结论可知，控制电源在使用的过程中，断路器在合闸时，线圈中将会产生很大的电流形成失压现象；而当合闸动作完成后，这时电流装置的输出电压始终维持在一个比较高的电压状态，使得整个系统都存在过压的状态，这样就会把原来的继电器以及衔接着的电容器损毁。在经过了很多次的调和之后，把相关的一些触发元件进行更换，但是这样的做法却没有能够彻底的解决这些问题。

1.2 问题的解决办法

根据上面的分析，就可以把开关柜当中的控制电源脱离开直流状态下的电源装置，在装置固有的交流侧当中引出新的电源。然后再衔接起半导体状态下的二极管，这样就能够形成一个独特的整流电路。经过整流电路就能够为体系当中的控制电源设定出单独框架下的供电路径。在这种情况下控制电源的电压就能够稳定在固定的数值上，让现有的继电安全能够得到有效的保证。

2 电机启动带来的问题分析

2.1 问题的情况分析

在某一时段内，开关柜当中带有的同步电机可能会在启动的瞬间产生过流跳闸的现象。在出口方位中的继电器，就可能会损害了衔接触头，这样的情况在实际的使用过程中是比较常见的，会极大地增加维修工作和维修费用等，又会降低设备的生产效率。当配件被毁损之后，就可能对常规状态下的开机通风产生一定的干扰。如果断路器是在少油状态下，也就可能会毁损衔接着的动静触头。这样也就会降低机器产出的油体质量。对机器进行维修的费用就会增加，而且设备在实际的运转过程中还可能会存在很多的隐患。

2.2 问题的解决办法

开关柜当中的电机首先应该要符合相关的规格标准。在特定的两相式情况下，电流的继电器能够对可用的速断保护进行供应。在电流超过既定负荷的情况下，就可以启动过负荷状态下的保护。而在整个的过程中，过负荷包含的每一个动作都搭配着44A的整定电流，在实际的整定过程中需要消耗8秒钟的时间。一次动作情况下的整定电流能够上升到355A，在经过了认真谨慎的检查之后发现，电机现有的启动电流还是要比对过流速断状态下的整定值小一些，在这样一种情况下电流继电器就很难能够保证正常状态下的动作。开关柜在实际的操作当中出现振动，这样就可能会引起特有的保护误动，但是在经过了相关的检查之后就能够很好地排除这种问题的可能。电机在实际的启动过程中，在启动的时间点上存在两个独特的分量：第一个是稳定状态下的周期分量；另外一个是交替着、非周期状态下的分量。在这两个分量当中交替着、非周期状态下的分量涵盖的数值是最大的，它会涉及接入时段中的电网状态。如果在接入的时间点上电源电压带有过零的情况，就可能会上升到最大的那种分量；如果在接入的时间点上电源电压带有的数值是最大的话，则会缩减到现有的最小分量。交替着、非周期状态下的分量会随着时间交替，然后慢慢地衰减。所以如果能够有效地解决这一分量产生的保护干扰，就能够解决合闸存在的问题。在清楚了断路器合闸存在的问题之后就能够找到有效的解决措施。对于非周期状态的分量来说当数值越大的时候它衰减的速率也就更快一些。根据这样一种特点就可以在体系的回路当中增加特定的延时通道，采用这样一种措施就能够很好地回避掉尖峰电流引起的继电干扰。在正常情况下，非周期的分量在经过4秒钟后就会衰减到零。考虑到现在开关柜要素是多样化的，就能够设定出一个特有的动作时间为0.4秒。

3 相关的改进方案分析

3.1 继电保护的安装设置

对直流状态下的控制电源来说可以安设继电保护。在对保护路径进行改进之后，就能够分出定时限的独特保护以及两相式的独特保护，而根据给出来的保护时限就能够画出比较准确的曲线，这样就能够为开关柜搭配的继电保护提供有效的依托。衔接着的相关软件则能够让原来的处理成效得到有效的提升。可以依循制作出比较好的曲线，以及通过测量得到的电流数值，把描绘的曲线留在电源控制中。当体系内的电流出现故障的时候，就可以直接读取电源控制当中的数据，从而就能够得到延时数值。如果电源的电流表现出递增的现象，延迟的时段就可能会延长；相反如果电源的电流表现出递减的现象，延迟的时间就会缩短。如果能够有效地解决这一故障，就能够得到原始的那种数据。在合闸的时候体系当中的线圈经常出现过载的情况，为了能够保证体系中的电压更加稳定，解决配件烧坏的问题，在实际的检查过程中就应该要更加的仔细精准。在对相关数据进行分析和检验的时候可以采用现代计算机技术，这样体系当中带有危险的触头和线圈就能够很好地被发现。对于日常的维护应该要重视，这样才能够在发现问题的时候及时解决。

3.2 对高压开关柜直流控制电源做好接纳零序保护设置

直流电源与交流电源相比，其具有自己特有的体系，所以针对接纳零序保护也必须采用特有的方式进行，就需要对于高压开关柜中的三相电流回路进行改进，使其符合直流电源特有的接纳零序保护装置。在对电流回路进行改造过程中，需要同时做好外部电压态势的衔接工作，一般采用互感器。通过这种保护措施的实施，将能有效地做好高压开关柜直流控制电源和继电保护。当高压开关柜中三相电流的态势凸显平衡态势时，就不需要查验出零序电路。当三相电流态势失去平衡态势时，就会形成零序电流，这时通过互感器，将把这些零序电流收集起来。当收集到的电流高出了互感器设置的限度，合体系内的接触器就会断开电路，对开关柜中的控制电源和继电进行保护。

3.3 建构起接地的框架

继电保护的独特时间应该要设定，然后构建起能用的接地框架。对于二段式的新框架来说，它和体系当中的电阻相接，这样就能够提供比较精确的过电保护。开关柜带有的端口需要和独特的零序保护相连接。在经过核定之后就能够得到体系当中的过电保护。在对这一类比的电源进行直流控制的时候，应该要接纳已有的参数，这样体系当中的额定电流才能够得到有效确定。

4 结语

在对高压开关柜的直流控制电源和继电保护进行一定的改进后，电源体系就能够有效地覆盖常规状态下的继电保护。体系当中的开关柜让线圈烧毁的概率得到有效的缩减，启动的速率也得到了增加，跳闸的配件也变得更加稳固。可用的继电保护能够让开关柜的可靠性得到有效的提高，在实际的维修过程中就能够减少必要的开支。只有当了解了那些比较常见的继电故障之后，才能够找出相应的措施进行解决。

参考文献

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作者简介：王丽丽（1986-），黑龙江齐齐哈尔人，湘西供电公司检修公司变电二次运检班助理工程师，继电保护高级工，研究方向：继电保护。