摘 要：结合典型的F-C开关分、合闸操作回路，剖析了分合闸动作原理，指出当开关因操动机构或电气回路异常导致开关拒动时，存在分、合闸线圈会长时间带电而烧毁的隐患，并从软件逻辑、二次回路等方面提出了改进建议，供保护装置生产厂家及相关技术人员参考。
关键词：线圈烧毁；操作回路；开关拒动；改进。
0 引言
F-C成套组合开关适用于需要频繁进行分、合闸操作的场合，因其开关性能的个体差异，无法准确估计每一次分、合闸所需的准确时间，一般做法是将一次分、合闸指令脉冲统一设置为3-5秒，然后依赖主开关辅助触点的开断来分断电流，这样的操作回路配置失去了分、合闸过程的监控，一旦发生综保出口继电器粘连、辅助触点不变位、传动机构连杆松动、轴销脱落、行程开关超行程、合闸铁芯卡涩等电气或操动机构方面异常时，线圈就会在指令持续时间内一直带电，将会导致分合闸线圈烧毁、综保装置跳、合继电器触点烧毁、直流空开跳闸等严重后果，为避免此类现象的频繁发生，本文通过剖析动作过程，从二次回路、软件逻辑两方面提出了改进建议，供相关技术人员参考。
1 操作回路概述
某电厂6kV电动机开关均采用澳大利亚通用电气设备公司生产的电磁操动机构VCR193真空接触器+熔断器WFNHO-7.2，配置珠海拓普公司生产TOP9720-M型综合保护装置，典型的操作回路原理见图1，其中KMI,KM2为合、分闸中间继电器，型号：西门子3TH30 40-1X，线圈直阻2 kΩ，并接3.5 kΩ（实测值）计数器；R4，R5阻值5.6kΩ；TWJ,HWJ为跳合闸回路监视继电器：线圈直阻4.5KΩ，继电器小于50%额定电压不启动；开关本体跳闸线圈（TQ）电阻为50.8Ω，跳闸继电器（TQJ）型号为宏发HF115F,接点容量为:150W（额定电压直流110V,电流为150/110=1.36A），其特性为接点闭合电流可大于额定容量，但返回电流（断弧）不能大于接点容量，否则会出现接点拉弧烧坏,跳合闸指令有DCS系统设置为每次发脉冲时间为3-5秒。
近年来先后出现了多起在正常手动分、合闸时，保护装置跳闸继电器TQJ、开关本体线圈TQ同时烧毁的事件，动作过程分析如下：
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图1
1. 1 当运行人员手动分闸时，外部跳闸指令经经DCS（热控分布式控制）系统将指令展宽3-5秒，启动跳闸继电器（TQJ）,经TQJ接点控制分闸接触器KM2,KM2接触器，再控制跳闸线圈（TQ）,若开关本体线圈（TQ）正常动作，开关（QF）辅助触点C就会断开分闸指令、电流并断弧，若TQ拒动，QF辅助触点C未及时断开，此时TQJ接点电流为110/50.8=2.17A，大于额定电流1.36A且持续时间为整个指令脉冲期，就会烧坏KM2、TQ线圈，而当指令脉冲期过去，接点返回时，将会烧毁保护装置跳闸继电器TQJ。
1. 2 从以上分析可知，当TQ拒动或者开关本体的辅助触点C转换不到位，都会使得继电器线圈长期带电。其中TQ拒动的主要原因有保护装置出口继电器触点粘连、分闸回路触点氧化电阻增大，分闸瞬间线圈两端电压低于50%Un，线圈绝缘老化流油、铁芯卡涩等，开关本体的辅助触点C转换不到位的主要原因有辅助开关机械机构不灵活，本体机构变形卡涩、行程限位开关超行程等，当这些固有特性和隐患不能完全消除时，就有必要通过二次回路或软件逻辑加以完善，避免扩大事故范围。
2 操作回路改进措施
2.1 二次回路方面
（1）考虑到分合闸二次回路的缺陷，可将在分、合闸回路中串接的KMI,KM2接触器触点更换为瞬间闭合，延时断开的延时触点，延时时间应大于FC开关的最大动作时间，小于分、合闸线圈的承受范围即可。
（2）在保护装置操作板内增设大容量的防烧继电器FSQ，将其常闭触点串接入分合闸回路，由保护逻辑驱动，当在正常分合闸时间内仍不返回时，就触发，主动将常闭触点断开，间接隔离外部指令。
（3）通过分析保护装置历史记录的实测分、合闸时间，将开关正常分、合闸的最长时间加上一定的裕度，设置为DCS系统脉冲指令的展宽时间，确保总时间不超过HQ、TQ、HQJ、TQJ允许范围，依靠DCS指令外置的大容量继电器触点的返回来断弧。
（4）为克服线圈本身的故障，可在开关本体设置双跳、合闸线圈，双辅助触点，确保开关本体可靠动作、辅助触点C能可靠断开分、合闸电流。
2.2 软件逻辑功能方面
（1）考虑到综合保护装置可实时采集分、合闸指令变位、开关辅助触点C变位、保护动作发生的绝对时间，并且是毫秒级，可利用DSP芯片强大的运算能力，实时计算分、合闸指令持续时间，将持续时间与整定值比较，若超时，就可驱动相应的FSQ继电器动作，直接分断跳合闸电流和指令，整定值可取开关多次动作的最大时间，并留有一定的裕量，但必须小于分、合闸线圈可承受的时间范围。
（2）考虑到FC开关辅助触点的切换有个共同特征，常开触点切换成闭点要比常闭触点切换成常开触点滞后，一般在40%-60%的行程，这就可以利用综合保护装置可实时采集合、分闸过程中常开常闭接点转换时间差，并与整定值进行比较,动态监视分、合闸时间变化趋势，及时发现开关各部件轻微劣化迹象，及时发出预警信号。
（3）考虑到系统发生短路故障，有电量保护动作出口时，应优先保证开关不拒动，逻辑中可闭锁FSQ继电器动作，多给开关成功跳开的机会。
3 结束语
本文结合典型的F-C开关分、合闸操作回路，剖析了分合闸动作原理，指出当开关因操动机构或电气回路异常导致开关拒动时，存在分、合闸线圈会长时间带电而烧毁的隐患，并从软件逻辑、二次回路等方面提出了改进建议，供保护装置生产厂家及相关技术人员参考。
参考文献 ：
[1]刘玉涛.6kVFC开关跳闸拒动研究[J].机电信息，2012(36):1-2.
作者简介：
张学峰（1982—），男，河南鹤壁人，高级技师，工程师，从事发电厂继电保护检修维护及管理工作