探讨电压引起电气控制柜拒动的原因及处理方式

陈志鹏

摘 要：随着电厂自动化的不断发展，电气自动控制柜内电器元件的应用越来越广泛。如果设计考虑缺乏全面，将可能导致电气设备运行时控制回路电压出现异常，使继电器的动作和返回受到影响，从而造成设备故障。本文以电气控制柜拒动为例，就实际运行电压和理论运行电压两者差异明显情况下，控制回路所受的影响进行探讨，并提出可行的解决措施，以供参考。

关键词：电压；继电器；控制回路；隔离变压器

就目前而言，火电建设工程中，控制电缆中信号传输和控制回路的导线主要采用屏蔽电缆，其具有较高的安全性和稳定性，能够有效避免感应电压对控制回路产生较大的影响。但是，控制柜内各回路都是裸导线，未采取屏蔽措施，受感应电压的影响较大。当前，电气控制回路设计过程中，为避免采用较长动力电缆导致谐波的产生，有效保障设备和人员的安全，一般可在小型隔离变压器的二次侧引入控制回路电源。但是部分设计大多缺乏全面的考虑，导致复杂问题的产生。以下就控制回路问题进行探讨，并提出可行的解决措施。

一、控制回路故障实例

某2×600MW火电厂，其综合水泵房清水泵控制柜，在某些情况下电机停止后就不能再起动，导致DCS报送起动失败故障。检查发现，控制柜内停止继电器IKA3、吸合。发出短脉冲的停止信号，停止继电器发生动作后正常情况下应当立即复归原位，所以上述情况的出现表明存在故障。测量发现，停止继电器线圈两端存在大小约为92V的电压，能够影响继电器的正常运行，导致DCS发送起动指令后运行继电器出现拒动。

二、故障分析和处理

初步分析，得出引发问题的几种可能，包括感应电压的影响，继电器机械粘连的影响以及控制电缆电容分布电压的影响等。针对继电器线圈进行220V电压测试，发现各继电器的分合状态均属正常，没有发生粘连，因此可以肯定的是，不存在继电器粘连这一问题。

将DCS远方信号断开，使继电器1KSA3处于发生动作前的正常状态。全面仔细地检查DCS侧的屏蔽线，确定其合理进行连接，此时专门测量DCS信号线对地电压，发现电压极小，只有5V，该电压是由电缆电容电流和电容分布的容抗而产生的，因此不是电缆分布电压导致控制柜发生拒动。在现实中主要可采取以下措施：其一，通过控制电缆屏蔽层的设置，屏蔽大部分的干扰；其二，按照技术规范和原则进行施工，将电缆沟中动力电缆和控制电缆的放置分开，其支架的上、中、下三层分别为动力电缆、控制电缆以及弱电电缆，虽然不能彻底防止感应电压的产生，然而可使外部交流电压产生的感应电压，不对控制柜的正常动作产生影响。

首先是将100Ω电阻串联接入PLC节点位置，然而经过几天的运行仍然发生一样的情形。通过对图纸的观察与分析，发现控制回路的设计缺乏合理，即继电器停止前，继电器1KA1的开节点出现运行障碍，该设计不能使实际继电器1KA3的失电得到明确。之后，将运行继电器1KA3的开节点加在1KA3前段，但是电机试运行过程中还是偶尔会出现一样的故障。最后，在1KA3和A12之间设置该节点，能够使问题得到有效处理。

三相变压器输出三相电均有相角120°，仅仅是先后的关系，三相电压矢量和Ua+Ub+Uc=0，中性点电位应当为0，即等同大地电位，或者说中性点未进行接地，将中性点一端作为零线，但是可靠性和安全性稍差。而单相变压器只有一组，原边和副边的相位0°或180°不发生变化。其输出的两端子间，对地电压悬浮，不存在基准点，需要一端接地实现大地等电位，也就相当于对三相变压器中性点进行接地，将隔离变压器二次侧作为零线的一端接地，另一端就会达到额定输出电压，见图1。

三、解决措施

首先，可以将电阻串联至受影响的元器件控制回路中，需要合理控制电阻的大小。其次，如果控制柜中的控制回路电压源是小型隔离变压器时，需要通过检查确保接地的正确性，采取铁芯一点接地，以及二次侧用作零线的一端接地，从而避免控制回路零线带电。再次，改变内部回路节点的设置，将外部感应电压及电容电压等对元器件产生影响的信号隔开。此外，如果继电器不适用，则需要使用功率大、返回电压高的继电器。最后，进行柜内线槽布线时，需要在较少控制电缆的线槽内敷设动力电缆，从而能够有效免受电压的影响。

总而言之，当前控制柜内应用到的电气元件越来越广泛，控制回路的复杂性也明显提高，并且可能同时出现各种问题。所以，在处理问题的过程中，需要综合各方面的因素进行考虑，因为各种原因均会产生一定的影响，需要将其重要的原因找出，根据实际采取措施避免发生问题，并且针对出现的问题进行有效处理。特别注意设备设计的合理性，凭此才能有效保证设备运行的稳定和安全。

参考文献：

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[3]张维杰.电气控制柜设计与施工探讨[J].山东工业技术，2014，13：157.

（作者单位：广东电网揭阳惠来供电局）