35KV小车开关合闸回路改造的意义

摘要：在电力系统中，做为重要的开断、保护元件，小车开关起着不可或缺的作用，如果在合闸操作中小车开关拒合，将严重影响电力系统正常运行及原油产量。本文就35KV小车开关拒合现象进行分析并提出解决方案。

关键词：小车开关；拒合闸；安全运行；改进

随着电力网的不断扩大，电网中户内高压小车开关的运行数量越来越多，由于油田生产的特殊性对电网运行条件和技术要求比较复杂，其运行可靠性不仅关系到小车开关本身，而且影响到其他设备乃至整个电力系统。因此，对小车开关操作可靠性要求越来越高。为了保证电网安全稳定运行，对于高压小车开关合闸操作中小车推不到工作位置进而开关拒绝合闸的问题，提出了小车开关合闸回路改进的方案。

1 35KV小车开关合闸回路现状及存在问题

由于35KV小车开关柜结构问题，在隔离小车推进开关柜后，无法观察隔离小车一次触头与带电母线接触是否良好。当小车开关带负荷后，如果隔离小车一次触头与母线接触不良会引起电弧放电现象，由于小车开关柜为全封闭结构，细小的放电现象不容易发现，而严重的放电现象如不及时处理会造成隔离小车一次触头发热，进而会烧毁隔离小车一次触头和带电母线，造成事故，严重影响电力系统安全运行。

为避免上述问题，设计时将小车就位行程开关串入小车开关合闸回路中。理论上，小车开关至工作位置且与工作母线接触良好时行程开关方可闭合，从而接通合闸回路。

（LX：行程开关；KK：转换开关；TBJ：中间继电器；DL：断路器辅助触点；HC：合闸接触器；TWJ：中间继电器；3R：电阻 2.2千欧； LD：开关开位指示 绿灯）

可是合闸操作中时有发生小车开关已至工作位置，合闸回路监视登LD已亮，但开关无法合闸。经停电检查，均为行程开关接点闭合未闭合造成。原理如下：跳闸后小车开关DL辅助接点1、3接通，合闸监视回路：正电经3R降压后至TWJ继电器线圈DL辅助接点合闸接触器线圈HC回路导通，TWJ继电器线圈带电继电器动作TWJ触点闭合，经3R降压后控母电压不会启动合闸接触器HC，从而避免真空开关误动作。

跳闸后DL辅助接点5、7闭合，KK开关10、11接点接通，控母正电绿灯经降压后经DL辅助接点负电，回路导通，绿灯亮。

合闸回路：行程开关LX闭合后，正电行程开关辅助接点1、2至KK开关接点5，合闸操作时KK开关接点5、8接通，正电TBJ继电器触点DL辅助接点合闸接触器线圈HC，回路导通，合闸接触器线圈HC动作，接通断路器合闸回路，断路器合闸。由上述可看出，原设计中绿灯亮只是证明断路器在分位，具备合闸条件，并不能证明合闸操作回路完好。

2 35KV小车开关结构原理

35KV小车开关柜一般为固定式开关柜和落地小车式开关组成，主要特点：开关检修方便，体积相对较小，结构紧凑。但落地手车在推进和拉出时结构变形较大，推拉较重（需两个人操作），且容易导致接触不良、触头发热等情况。落地小车式开关由35KV真空断路器和隔离小车开关组成，真空断路器由上、下两只绝缘及支撑杆固定在车架上，起到绝缘、固定作用，其结构稳定、可靠，使用电磁操作机构，由机构输出拐臂带动主轴系统，通过绝缘拉杆带动真空灭弧室触头，完成分、合闸运动。

工作时隔离小车直接推入开关柜中，隔离小车与开关柜在配合到位后，拉下定位把手，自动完成定位，隔离小车被拉出时，必须先停下设备，接触定位联锁，且在操作过程中不能合闸。

2.1真空断路器工作原理

工作中真空断路器作用是接通或断开负荷电流，真空断路器是利用真空（真空度为10-4mm汞柱以下）具有良好的绝缘性能和耐弧性能等特点，将断路器触头部分安装在真空的外壳内而制成的断路器。真空断路器具有体积小、重量轻、噪音小、易安装、维护方便等优点。

真空灭弧室中电弧的点燃是由于真空断路器刚分瞬间，触头表面蒸发金属蒸汽，并被游离而形成电弧造成的。真空灭弧室中电弧弧柱压差很大，质量密度差也很大，因而弧柱的金属蒸汽（带电质点）将迅速向触头外扩散，加剧了去游离作用，加上电弧弧柱被拉长、拉细，从而得到更好的冷却，电弧迅速熄灭，介质绝缘强度很快得到恢复，从而阻止电弧在交流电流自然过零后重燃。

2.2 隔离小车开关作用、工作原理

从工作原理来说，小车式开关的上、下两组动触头，其作用就相当于母线侧、线路侧的两组刀闸，只不过这两组刀闸是同时动作接通和断开的。假如开关没有断开，拉出或者推进小车，就相当于带负荷拉、合刀闸，就容易造成恶性误操作事故。就一定要严格防止开关在未断开前拉开、推进小车，否则，将造成带负荷拉、合刀闸的恶性事故。小车开关作为电力系统中重要设备，能否安全稳定运行对电厂的生产起着至关重要的作用。

隔离小车开关作用是连接母线与真空断路器，使之导通电流，构成回路，在系统中起到高压隔离开关作用。由于隔离小车没有灭弧能力（或者只有很小的灭弧能力），所以只能作为回路的隔离元件，装在回路首端或者需要检修的开断元件前面，当回路需要停电检修时，先用开断元件断开回路电源，然后打开隔离开关，确保回路有一个明显的断开点，保证人身安全。

隔离小车开关的工作原理是：送电操作时，先将隔离小车直接推入开关柜中，隔离小车与开关柜在配合到位后，通过手动操作机构或者其他电动（气动）等操作机构，合上真空断路器，电流由母线隔离小车一次上触头真空断路器隔离小车一次下触头出线为负荷供电。

停电操作时：先通过手动操作机构者其他电动（气动）等操作机构，将真空断路器断开，解除定位联锁，才能将隔离小车拉出。

设备检修时：断开真空断路器后拉出小车开关，使检修工作范围与带电体有明显的断开点，即确保了检修施工人员的安全，又可以方便检修真空断路器和隔离小车。

3 35KV小车开关合闸回路解决方案

在行程开关触点LX2新增一个行程开关位置监视灯BD，当小车开关到设计位置后且小车开关闭合，小车开关位置监视灯BD 亮，表示小车开关已到出厂设计位置，合闸操作回路完好，已具备合闸操作条件。

BD安装在小车开关柜上，可以很直观的判定行程开关是否闭合，避免了小车开关就位后行程开关未闭合而引起断路器拒合闸现象。

（LX：行程开关；KK：转换开关；TBJ：中间继电器；DL：断路器辅助触点；HC：合闸接触器；TWJ：中间继电器；3R：电阻 2.2千欧； R：电阻 2.2千欧；LD：绿灯；BD：新增行程开关位置监视灯；注：粗实线为改造新增部分）

当断路器拒合闸现象发生后，需要及时判断、分析是何种原因引起的断路器拒合闸，并及时排除故障。这就需要具备一定的专业知识水平和相应的对操作、管理设备的熟悉程度。在查找、排除故障时，回路不能送电，将严重影响原油生产和电力系统稳定、可靠运行。当确定是行程开关触点不到位引起断路器拒合闸，需要拉出小车，重新将小车推入开关柜，再进行合闸操作。如果重新将小车推入开关柜后，行程开关还未闭合，需要再次拉出小车开关，重新推入开关柜，直至行程开关闭合。由于落地式小车开关推拉较重（需两人操作），而变电站值班员女职工比较多，投退小车的操作对她们而言非常吃力。

4 应用情况

中原油田采油四厂南二开闭所8台35KV小车开关自2010年改造后至今运行良好。

4.1 本次改进有以下优点：

4.1.1 投资少：每台开关改造需要2.5MM导线8米，指示灯1个，材料成本几十元。

4.1.2 改造时间短：两人施工改造一台开关只需要15分钟。

4.1.3 见效快：改造完即可投入使用。

4.1.4 安全、环保：改造采用成熟工艺，不会产生任何安全、环保问题。

4.1.5 技术要求低：改造采用成熟技术要求，不会对设备安全运行造成任何影响。

5 结束语

改造后提高了35KV小车开关操作可靠性，充分解决了因行程开关未闭合引起的35KV小车开关拒合闸问题，简化了开关拒合后问题查找范围，提高了劳动效率，为原油上产提供了保证。