小水电设计中两例典型控制回路的改进

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摘要： 为预防变电站联络线路上油断路器的非规范操作、减少水电站压力装置自动回路故障，分别采取在合闸回路中增设电压继电器触点、在压力自动回路增设接触器辅助接点的技术改进措施， 经济 易行，提高了变电站联络线路、水电站机电设备安全运行的可靠性。 

    关键词： 小水电 控制电路 二次设计 １ 变电站联络线路的油断路器控制回路改进  1.1    典型合闸回路及缺陷  中小型变电站的联络线路两侧都装设油断路器。对于 35KV 、 10KV 油断路器的控制，典型设计是在电站側装设同期装置，在变电站側只设普通合闸回路，普通合闸回路的原理如图 1 所示：操作控制开 关 SA ，其② - ④触点接通，经过防跳继电器的常闭触点 KM 2  和断路器  的常闭触点 DL ，接通合闸接触器线圈 HO ，使断路器合闸。这种设计简洁，常为工程设计人员所采用。在具体操作中，按先合变电站側断路器、再合对側断路器的操作顺序进行。但在小水电系统 网络 中，因受地形、容量等技术条件的限制，建设不甚规范，特别是有些联络线路上还接有负载，当出现某种故障造成变电站側油断路器跳闸，此时的对側断路器可能还在合闸位置，如要对联络线路进行合闸，因不知对侧是否有电，必须等到调度命令或接到汇报后才能进行操作，加至有些地段通讯不畅，经常耽误时间， 影响 工农业生产用电；由于典型回路本身不能检测线路是否有电压，又无防范不规范操作的技术措施，如果误操作 SA 发出合闸命令，就会造成非同期合闸事故，给人们生命财产带来重大损失。 1.2    改正后的合闸回路  为了防止事故的发生，对原典型合闸回路进行了如下改进（见图 1 中虚线所示）：即在线路电压互感器二次側增设一只电压继电器 KV ，用以检测线路电压，并将其常闭触点 KV  １ 串入本站油开关合闸回路中。当线路有电压时，就是误操作 SA 发出了合闸命令，因 KV  １ 触点断开了合闸操作回路，无法启动合闸接触器，达到了防止非同期合闸的目的。同时，考虑到联络线路的可靠性，在 KV  １ 触点两端设计并联一连接片 LP ，以便该电压继电器检修或需该线路供给变电站负荷时好操作。正常情况下，连接片 LP 处在断开位置。 还将电压继电器的常开触点 KV  ２ 与合闸位置继电器 HWJ 的常闭触点（或跳闸位置继电器 TWJ 的常开触点）串联，以接通“线路有电压”光字牌的信号回路，当断路器在断开位置，线路有电压，该光字牌亮，提醒运行人员不得进行合闸操作。在信号回路中，串联跳（合）闸位置继电器触点的作用是为了在该线路运行时断开光字牌，以免光字牌长期带电。电压继电器 KV 可选 DJ—121 型，继电器校验 方法 与其他电压继电器相同。 2     水电站压力装置的控制回路改进  2.1    典型油压装置自动回路及缺陷  调速器、高低压气机等是水电站中常见的压力设备，在油（气）装置的自动回路中，一般采用电接点压力表 ( 如 YX—150 型 ) 来反映油（气）罐中压力的变化，进而控制油（气）泵电机。压力表上可设置上、下两个值限，上限用红针指示，下限用黄针指示，实际压力值用黑针指示。油压装置自动投入的动作过程如图 2 所示： 当压  力罐油压降到压力下限时，压力表黑针与黄针接触，即触点 YLJ  １  闭合，使中间继电器 1KA 动作并自保持，因转换开关 SA 在自动位置，其② - ④触点接通，启动接触器 KM ，使电机接通电源，带动油泵向压力罐打油，压力逐渐上升，当到工作压力值上限时，压力表黑针与红针接触，即上限触点 YLJ  ２ 接通，使中间继电器 2KA 动作，断开 1KA 的自保持回路，油泵电机自动停止工作。对于这种典型设计，压力表的上、下限触点一直串在控制回路中，并带有相应负载，特别是在启动和停止过程中，压力变化呈波动状态，使触头抖动不已，无法可靠接触，常常生火花，由于压力罐补压（气）是通过自动回路完成的经常性的工作，压力变化频繁，使压力表的触头接触也相应频繁，从开始的产生火花，到逐渐烧坏触头（或触头粘连），继而造成压力罐压力消失，严重 影响 了机组的安全运行。 2.2    改进后的控制回路     为了克服上述设计中存在的 问题  , 对典型电路进行了如下改动 ( 见图 2 中虚线所示 ): 即在压力下限回路中串联一个接触器 KM 的常闭辅助触点 KM 1 , 当压力罐压力下降到压力下限时 , 压力表下限触头 YLJ 1  闭合 , 通过常闭辅助触头 KM 1  起动 1KA 并自保持 , 使接触器动作 , 启动油泵打油 ; 尽管在油泵电机启动之初 , 压力出现波动 ,YLJ 1  触头发生抖动 , 但由于在此回路中已串入了接触器常闭触头 KM 1 , 接触器动作后立即断开了此回路 , 此时的下限触头无需承担任何负载 , 避免了触头的烧坏 ; 又在压力上限回路中串联了接触器的常开辅助触头 KM 2 , 当油压力达到上限值时 , 随着 2KA 的启动 , 使接触器失电返回 , 其常开辅助触点 KM 2  立即断开压力上限回路。不管在这个过程中压力如何变化，压力表的上、下限触点 YLJ 1  、 YLJ 2  总在回路不带负载的情况下抖动，避免了负载过程中电火花对触头的损坏，提高了安全运行的可靠性，同时也减少了因油压装置失压而造成的运行成本。 3      应用 效果  改进后的油断路器控制回路，首先应用在隆回县小沙江变电站，他有 35KV 、 10KV 联络线路各 2 回。变电站在前五年的运行中，因受典型回路和运行条件局限，曾出现过几起误操作事故，后应用了改进的合闸控制回路，再未出现此类事故，起到了重要防范作用；隆回县木瓜山电站自 1994 年以来将改进后的压力装置自动回路应用在四台 YT-600 调速器运行中，以后从未出现因压力表触头烧坏等问题而导致调速器失压的事故，运行情况一直良好。实施以上两种改进方案，简单易行， 经济 可靠，能较好地解决中小型变电站、水电站中的技术问题，提高了变电站联络线路、水电站机电设备安全运行的可靠性。