交流控制回路中感应电压的产生及消除方法

刘宏伟

摘 要：我国电力系统的自动化程度越来越高，需要集中控制各项电力设备，这必然要增加控制电缆的长度，也很容易导致交流控制回路中产生感应电压。感应电压很容易造成设备控制的误动和拒动。本文结合具体的应用实例，对交流控制回路中的感应电压的产生进行了分析，并对如何消除交流控制回路中产生的感应电压进行了具体的分析。

关键词：交流控制回路；感应电压；消除方法

由于电动机控制电缆越来越长，很容易造成控制线路中出现感应电压。一旦出现感应电压，电动机就会出现误动和拒动，甚至导致安全事故，造成经济损失和人身伤害。本文选取了某电厂电气调试过程中出现的电路隔离开关无法正常控制为例，对交流控制回路中感应电流产生的原因和严重影响进行了简要的分析，并提出了如何消除交流控制回路中感应电压的具体方法。

1 交流控制回路中产生感应电压的原因以及影响

某电厂对2×1000 MW 机组进行电气调试，在对6号机组线路隔离开关5061和5号机组线路隔离开关5051进行远方控制时发现，控制回路交流继电器无法进行复归，这样一来就无法对隔离开关的合闸和分闸进行有效地控制。该电厂对2次回路进行了检查，通过检查发现控制回路中有一根铜芯电缆属于共用状态，其总长度达到了600m，规格为4×2.5mm。该电厂同时对交流继电器线圈两端的感应电压进行了测量，测量结果为96伏。

由于两条平行电缆之间相互靠近，就会出现电容。如果线路的长度较短，那么电容值也相对较小。一般来说，两条较短的平行电缆相互靠近而产生的电容值是可以忽略不计的。但是如果电缆的长度很长，或者作为交流控制回路，那么其产生的电容值就相对较大[1]。由于新型的接触器和继电器具有较小的自身功率消耗、较高的线圈阻抗，在使用新型接触器和继电器时，交流控制很容易受到电缆芯线电容产生的感应电压的影响。在控制远方的交流继电

器或者中间继电器时，要通过继电器接点或者控制开关，例如按钮、转换开关等等，从而控制电气设备的运行。然而交流继电器和控制开关之间的距离越远，就需要越长的连接电缆进行连接。当线缆达到一定的程度时，电缆芯线之间就会产生一定的电容，进而产生感应电压，从而造成交流继电器和接触器不能复归，或者自行吸合[2]。

1.1 交流控制回路产生感应电压的原理

隔离开关的交流中控分和中控合是集控室的分闸控制触点和合闸控制触点，能够进行自动复归。具体情况见图1。

其中分闸控制交流继电器为KM2，合闸控制交流继电器为KM1，C2和C1既是分闸和合闸控制电缆线间的电容，又是KM2的常闭辅助触点。在正常的运转过程中，由隔离开关通过集控室来发出分闸或者合闸的指令，中控分或者中控合的触点就会闭合，从而联通整个控制回路。此时交流继电器KM2和KM1的线圈就会出现励磁后动作，完成隔离开关的分闸或者合闸。在完成分闸或者合闸之后，中控分或者中控合的触点就会自行返回，回路会在KM2或者KM1的控制下自动断开并复位[3]。

再例如在合闸和分闸回路中，容抗值远大于电缆的电阻和感抗值，因此可以忽略电缆的电阻和感抗值，具体情况见图2。

在图2中，分闸或者合闸控制电缆的线间电容用C来表示，继电器线圈的感抗和电抗分别用X1和R来表示，接触器线圈的两端电压和线间电容电压分别用U2和U1来表示。

1.2 交流控制回路受到感应电压的影响

以图1和图2为依据，可以发现电缆的线间电容与控制电缆的长度成正比，而随着电缆电容电压的不断增大，交流继电器KM2或KM1中流过的线圈电流也会随之增大。由于流过线圈的电流与继电器线圈两端的电压成正比关系，因此继电器线圈两端的电压也会增大。一旦继电器的返回电压小于继电器线圈的两端电压，就会使交流继电器KM2或者KM1难以返回，并一直保持动作的状态，而二者的辅助接触点的状态就是保持断开，隔离开关的合闸或者分闸控制回路就会一直处于断线状态[4]。当电缆进一步加长时，线间电容以及电压就会进一步加大，加大线圈两端的电压，直至造成继电器误动，产生误分、误合等问题。

2 消除交流控制回路中感应电压的具体方法

交流控制回路中产生的感应电压会对设备的正常运行造成严重的影响，例如某电厂的隔离开关中的继电器两端感应电压比交流继电器的返回电压大时，就会出现合闸之后的隔离开关难以正常复位的问题。可以采取以下一些措施来解决这一问题。

①为了使接触器线圈上两端的感应电压减小，可以在接触器的线圈两端进行并联电容。

②为了使接触器线圈上两端的感应电压减小，可以在接触器的线圈两端进行并联电阻。

③可以使用具有较高的释放电压限的接触器[5]。

④可以使用具有较小的阻抗的接触器。

⑤如果需要使用较长的交流控制电缆，可以考虑使用不同的芯电缆。

⑥如无必要，不要使用过长的控制电缆，对控制电缆的长度进行控制。

该电厂在处理交流控制回路中产生感应电压时采用了在接触器的线圈两端进行并联电阻的方法，并取得了良好的效果。通过并入电阻进行分流，控制回路的正常工作得到了有效的保障。值得注意的是，因为具有过大的电容电阻，如果使用的电阻过小，则无法有效的分流，也就无法对感应电压进行消除，还会造成电阻的烧毁。如果选用的电阻过大，又会使整个控制回路的功耗加大。因此在选择电阻时要充分的考虑实际情况和现场材料的情况。该电厂综合考虑的各方面的情况，选择了容量为50 W、阻值为 1 kΩ的电阻，将其并入分闸回路，并进了现场实验。实验证明，该方法具有价格低廉、操作便利、维护方便的优点，而且可以使交流控制回路中的感应电压消除，是一种行之有效的消除交流控制回路中感应电压的方法。

3 结语

本文结合实例，对交流控制回路中感应电压的产生原理进行了简要的分析，并分析了交流控制回路中产生感应电压的危害，以此为基础提出了相应的解决方案，并对其中的一种方案进行了实验。交流控制回路中产生感应电压会造成设备的损坏，甚至带来人身伤害问题，在生产的过程中绝不能掉以轻心，必须采取有效的措施进行解决。要综合各项实际因素，选择价格低廉、操作和维护方便的措施来消除交流控制回路中的感应电压。

参考文献：

[1]郑楠，郑彬，班连庚，等.750kV强耦合并行单回架设线路感应电压和电流研究[J].电网与清洁能源，2013（08）.

[2]杜建华，王长水.控制电缆分布电容对控制回路的影响分析及处理[J].自动化技术与应用，2010（09）.

[3]张婷，张振宇.消除交流控制系统信号干扰的方法[J].科技传播，2014（07）.