浅析35kV少油开关直流接触器更换选型不当引发误合闸的原因分析

摘要：对更换直流接触器选型不当引起开关误合闸的原因进行了分析，并提出预防措施。
　　
关键词：直流接触器选型误合闸原因分析
　　
1引言
　　
   直流接触器是电力自动控制系统及电力拖动中应用zui普遍的一种低压电器，它作为开关的启动元件和执行元件，可以对电气回路进行远距离的起动、停止的控制。从结构上讲，直流接触器具有工作可靠性高，使用安全以及方便检修维护等特点；从经济上讲，价格低廉。但在检修过程中，如果更换直流接触器时选型不当，极有可能引起电气回路的拒动或误动，甚至引发大的电网事故，尤其是对担负煤矿供电的变电站的安全运行将构成巨大的威胁。
　　
2事故举例
　　
    我厂35kV变电站担负着对晋城无烟煤矿业集团公司老区3个矿的供电任务。2002年8月，该变电站的一台处于热备状态的少油开关发生了一次突然自行合闸的事故。运行人员通过控制开关远方手动分闸。分闸后，此开关再次自行合闸，而且出现反复重复分闸合闸的情况。此台开关所带线路为空线路，对侧无负荷，未造成事故。
　　
3原因分析
　　
    我厂的这台开关是SN10—35Ⅰ型，其保护装置采用常规的电磁式继电保护。　　 
    针对上述控制回路，首先对控制开关KK和防跳中间继电器TBJ进行了检查和试验。检查发现，合闸回路和分闸指示灯回路没有问题。原因估计出在合闸接触器HC上。经询问，事故前，厂继电保护人员曾因故障而更换了合闸接触器，更换后的合闸接触器型号为CZO—40/20型直流接触器。其额定参数为：额定电压220V，线圈匝数24000匝，电阻2200Ω。更换后，对开关进行了多次合分闸的试验，一切正常，开关能正常动作。原先的合闸接触器型号为CZO—40/C型直流接触器，其额定参数为：额定电压220V，线圈匝数4200匝，电阻288Ω。因更换后的接触器参数不同于原接触器，因此怀疑动作电压存在差异，对两种接触器的性能进行了试验。结果为：CZO—40/Czui小动作电压为90V，zui小动作电流为0.3A，CZO—40/20zui小动作电压为117V，zui小动作电流为0.0。
　　
    无论何种接触器，其动作原理都是相同的，都是通过套在磁轭或铁芯上的线圈通过电流后产生磁势，进而吸引活动衔铁，直接或通过杠杆传动使动、静触头接触，继而通电，接触器是否动作取决于电磁线圈产生磁势的大校而电磁线圈产生的磁势F与电磁线圈的匝数N和所通过的电流I成正比，其关系为：F=NI
　　
    根据上式，可计算出两个直流接触器的zui小动作磁势。 
    对于CZO—40/C：
    F=NI=4200×0.3=1260（安匝）
    对于CZO—40/20：
    F=NI=24000×0.05=1200（安匝）
    正常情况下合开关时，控制开关KK的5～8接点闭合，在控制电压为220V时，两个直流接触器所产生的磁势分别为：
    对于CZO—40/C：
    F合=NI合=4200×220/288=3208安匝>1260安匝，接触器能可靠动作；
    对于CZO—40/20
    F合=NI合=42000×220/2200=2400安匝>1200安匝，接触器也能可靠动作。
    在分闸指示灯回路中串有电阻R，阻值为2500Ω，通过指示灯回路，流经接触器线圈的激磁电流变小，直流接触器线圈产生的磁势也变小，在控制电压为220V时，两个直流接触器产生的磁势分别为：
    对于CZO—40/C：
    F=NI=4200×220/（2500+288）=331安匝<1260安匝，接触器不动作；
    对于CZO—40/20：
    F=NI=42000×220/（2500+2200）=1123安匝<1200安匝，接触器不动作。
　　
    可以看出，正常情况下合开关时，两个直流接触器所产生的磁势远大于各自的zui小动作磁势，都能可靠动作。而在分闸指示灯回路中，CZO—40/C直流接触器产生的磁势远小于它的zui小动作磁势，接触器不动作，但CZO—40/20型接触器所产生的磁势已非常接近于zui小动作磁势，处于临界状态，如果控制回路电压高于220V，就有可能使CZO—40/20型接触器误动，从而引起开关误合闸。 
    经过了解，开关误合闸时，蓄电池所带的控制回路上有调整电压在工作，使得控制电压达250V，按250V计算：
　　
    CZO—40/20的磁势为：F=NI=4200×250/（2500+2200）=1276（安匝）>1200（安匝）接触器动作。　　
    CZO—40/C的磁势为：F=NI=4200×250/（2500+288）=377（安匝）<1260（安匝）接触器不动作。
　　
    可以看出，当控制回路电压在220～250V之间波动时，CZO—40/20型直流接触器有时动作有时不动作，控制电压在正常的220V时，接触器能正常分合，从而掩盖了问题。
　　
结束语
　　
    无论更换的直流接触器的电阻变大或变小都有可能埋下事故隐患，因此在检修更换接触器时，一定要谨慎行事，不能轻易变换型号。即使更换为原型号的设备，也必须做好相应的试验。考虑到控制电压的波动问题，同时作为举一反三的措施，在更换指示灯及电阻时，也必须同整个回路相匹配，从而避免事故的发生，确保对煤矿供电的可靠性。