电气控制回路继电器误动作技术改进

[摘 要]在电气控制回路中，特别是在直流控制系统中，由于周围环境的影响，受到交流电场、磁场及外界信号等多种干扰，经常出现小型继电器误动作的现象。在保证控制回路灵敏性的前提下，通过改善现场环境、优化控制回路、加强屏蔽措施等方法。提高电气控制回路继电器动作的可靠性，

[关键词]励磁控制回路；感应电压；冲击电流；电容；电感

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0226-01

1、前言

山东莱钢集团能源动力厂老区两台12MW汽轮发电机在运行过程中，不定期出现励磁开关联跳并网开关的现象，引起发电机多次停机，经过检测发现励磁控制回路系统存在问题。

2、问题分析

2、1两台12MW汽轮发电机组，1993年7月投入运行，主励磁控制柜安装在发电机本体下部的励磁配电小室，励磁调节柜安装在主控室，两者相距450米，电缆沟内除了连接主励磁控制柜和励磁调节柜的直流控制电缆外，还有交流控制电缆、测量电缆及部分动力电缆，都交织在同一个区域，因此难免产生各类干扰，尤其对于直流控制影响较大。

2、在励磁控制回路中存在感应电动势，从理论上讲，跳闸后继电器线圈中的电压应为0v，而实际上由于感应电的存在达到70v-90V，而且控制励磁开关的电磁式继电器使用一段时间后，动作电压降低，从而达到了继电器的动作电压，使继电器误动作。如图所示，图1为发电机励磁直流控制原理图，图2为线间电容的等值电路，由于电缆的电阻和感抗值远小于容抗值Xc，可以忽略不计，其中R1、XL分别为继电器线圈的电抗和感抗，U1、U2分别为线间电容电压和继电器线圈两端电压，从图1可以看出该直流控制回路通过若干根导线和开关实现对继电器的控制，由于电缆间的电容C与电缆长度成正比，控制电缆越长，电容C越大，控制回路继电器线圈两端的感应电压U2与流过的电流成正比，流过继电器线圈的电容电流就越大， U2值就相应越大，当感应电压U2始终大于继电器的释放电压时，按钮SB1即便处于断开状态，继电器线圈仍然处于吸合状态，无法处于断电状态。

2、3由于电磁式继电器在长期频繁开闭的过程中，在继电器的电磁铁磁路形成了残余的剩磁，控制回路在受到外界交变磁场感应电动势产生波动电压，使得剩磁和交变电场叠加在继电器磁铁，使动、静触点移位发生变化，在某一时刻缩小了动静触电的间隙。同时由于发电机本身的机械振动和继电器周围磁场的存在，使继电器动静触点很容易发生误接触，从而引起发电机励磁机开关故障跳车。

3.励磁控制回路技术改进

在发电机励磁回路控制线路中，利用分流和滤波原理来减小通过继电器线圈的感应电压和电流，从而降低线圈两端的感应电压；同时利用对于交流和直流控制线进行分离措施或对直流控制线采取屏蔽防护，整体减少外界的强电磁的干扰。减少和消除发电机励磁控制回路误动故障，提高执行继电器动作的可靠性。

3、1 如图3、图4所示，由于发电机励磁控制回路是直流电源，所以通过在执行继电器回路中串接一个正向二极管，其作用是对感应交流电波进行滤波，消除有效的感应交流波形。在利用电阻、电容分流和吸收来减小流过继电器感应线圈的电流，从而降低和消除线圈两端的间瞬间感应电压，使执行跳闸的继电器不会产生误动作，形成可靠的保护装置电路。

元器件的选择由于电容电流很大，当选用电阻太小时，会使电阻烧坏，无法减小接触器线圈两端的电压，选用大电阻时，正常工作时会增加控制回路中的功耗。采用图4所示方法，由于控制电压有时达到200V， 只需要选用耐压等级大于200V的容抗较小的电容即可，因此最终采用了利用并联电容器的方法降低线路中的感应电压。

通过以上处理，继电器在切断的情况下，回路中的感应电压降低至20v左右。误自启动继电器的现象完全消除，保证了发电机的正常运行。

3.2、在控制回路中由于线路越长，线路中存在的残余电压越大，尤其是在交流和直流突然通或断的过程中，会产生瞬间的感应电压和电流，因此对于控制回路交流直流在同一个线扎内影响特别大，必须做有效分离和屏蔽措施，防止感应电压对直流控制影响。

4、实施效果

在控制线路中利用电容分流的原理来减小流过接触器感应线圈的电容电流，从而降低线圈两端的感应电压；利用线路长度和感应电的关系，计算分析电缆长度，同时加强屏蔽保护措施，有效防止了冲击电流对继电器带来的损坏和外磁场对继电器的干扰，提高了继电器动作的可靠性；保障了发电机的安全运行。改造后继电器的使用寿命也大大提高，减少了更换频率，降低了设备的维护费用和检修人员的劳动强度。

参考文献

《电力系统稳定性及发电机励磁控制》

《汽轮发电机故障检查分析及预防》

《电力系统二次回路控制》