西门子刀闸控制回路改进

西门子刀闸控制回路改进

罗振华

（广东电网有限责任公司惠州供电局广东省惠州市516001）

摘要：本文探讨了普通刀闸的控制回路，分析了普通在刀闸分合闸的过程中存在的隐患，同时也分析了西门子刀闸控制回路的优缺点，并针对这些隐患和缺点提出了改进措施。

关键词：控制回路；电机回路；隐患；自保持回路；改进措施

1普通刀闸的运行隐患

现有普通刀闸的分合闸主要是通过手分/合或遥分/合经控制回路来控制电机转向，从而实现分合闸的过程。而现如今，绝大部分刀闸的控制回路与电机回路是独立互不影响的。当电机回路失电后，其控制回路不具备自动切断功能。这就导致刀闸自保持回路目前存在以下两个问题：

（1）当电机回路失电时分/合刀闸，或是刀闸分/合闸过程中电机回路失电，由于刀闸实际无法动作完成，无法断开刀闸控制回路，易致分/合闸接触器长时间带电而烧毁；

（2）当电机回路失电时分/合刀闸，或是刀闸分/合闸过程中电机回路失电，由于刀闸实际无法动作完成，控制回路一直接通，当一次方式改变时，该刀闸电机回路得电，该刀闸会按之前的指令动作，存在刀闸误动风险。

由于刀闸实际未动作完成，控制回路一直接通带电，GIS刀闸控制回路没有急停按钮，只有断开控制电源，控制回路才能复归。而常规刀闸控制回路有急停按钮，但其户外环境恶劣，急停按钮易损坏且不易发现，会导致控制回路无法复归，这就存在上述两种风险隐患。

2改进方案

2.1改进方案

当电机回路失电后，其控制回路不具备自动切断功能，是造成目前刀闸误动作或接触器烧坏的主要原因。针对这这一现象，设立了两个方案：

（1）方案一：在电机电源回路中接入一个断相保护器，并在控制回路的自保持回路中串入该断相保护器的常开触点。当电机电源正常时，断相保护器的常开接点闭合，自保持回路对应的常开接点闭合，若电机电源缺相或失电时，则常开接点断开，切断自保持回路，此方案刀闸控制回路及电机回路图如图1。

图1方案一刀闸控制回路及电机回路图

（2）方案二：将电机电源空开的辅助接点串入刀闸的自保持回路中，当电机电源空开在断开位置时，其辅助接点的常开触点断开，切断自保持回路。当电机回路故障跳开电机电源空开时，刀闸自保持回路也将失效，有效避免了之前说的隐患。由于电机电源和控制电源取自同一路交流电源，若控制电源空气开关合上时电机电源还处于失电状态，则控制回路也是失电，这种情况我们可以忽略。方案二刀闸控制回路及电机回路图如图2。

图2方案二刀闸控制回路及电机回路图

2.2改进原理分析

图1、2中，QF1、QF2分别为电机电源和控制电源的空气开关，KM1为分闸接触器，KM2为合闸接触器，SP为行程开关，SB为按钮，SBT为远方/就地转换开关，K为电机回路空气开关QF1的常开辅助接点。

当刀闸在分位时，合闸回路中KM1常闭接点和SP2接点闭合，当操作合上刀闸时，电路按如下步骤工作：

合上电机电源及控制电源的空气开关，将远方/就地转换开关打至远方或就地位置。

按下远方或就地合闸按钮，控制回路按SB2-SBT2-KM1-SP2接通，接触器KM2接通，电机回路中的KM2接点接通，电机得电动作正转。

自保持回路中的常开触点K与KM2触点接通，松开合闸按钮，则回路经K-KM2-KM1-SP2接通，刀闸进行动作合闸，刀闸合闸到位后，SP2断开，控制回路失电，电机回路也失电，刀闸停止动作。

同理，当刀闸在合位时，分闸回路中KM2和SP1触点闭合，当操作拉开刀闸时，电路按如下步骤工作：

合上电机电源及控制电源的空气开关，将远方/就地转换开关打至远方或就地位置。

按下远方或就地分闸按钮，控制回路按SB1-SBT2-KM2-SP1接通，接触器KM1接通，电机回路中的KM1接点接通，电机得电动作反转。

自保持回路中的常开触点K与KM1触点接通，松开分闸按钮，则回路经K-KM1-KM2-SP1接通，刀闸进行动作分闸。刀闸分闸到位后，SP1断开，控制回路失电，电机回路也失电，刀闸停止动作。

若在刀闸动作过程中，电机电源空气开关QF1因故跳开，自保持回路中的常开触点K断开，则电机电源回路失电，自保持回路也被切断。这样就将刀闸电机自保持回路与电机回路联系起来，在电机电源失电后能自动切断控制回路，避免其后电机电源通电后刀闸的误动作，消除安全隐患。同时当在排查完刀闸控制回路故障后，为试验控制回路正常，在断开电机电源情况下，依然可以通过分合闸接触器是否动作来判断控制回路是否正常，方便继保人员排查故障。

3西门子刀闸控制回路的优缺点及改进方案

3.1西门子刀闸控制回路的优缺点

西门子刀闸控制回路原理与其他刀闸相似，但将电机电源空开的辅助开关接点K串在分合闸回路的末端，从而避免了之前所提到的刀闸分/合闸接触器长时间带电而烧毁和刀闸误动风险。但是，这种回路设计不方便运维人员快速判断是电机回路故障或是自保持回路故障或是控制回路其他故障，也不方便继保人员试验控制回路是否正常。

现有普通刀闸正常操作时，若分合闸接触器动作，刀闸不动，则是电机回路问题，否则是控制回路问题；使用图1或图2原理时，正常操作，刀闸不动，若分合闸接触器动作，则是电机回路问题，否则是控制回路问题，如果是要一直按着分合闸按钮，分合闸接触才能保持动作，则是自保持回路问题，这样就能快速判断问题所在，能快速消除故障，保证供电可靠性。使用图3原理时，如果要试验控制回路是否正常，则一定要把电机电源空开合上，在运行设备消缺时，是严禁合上电机电源来试验控制回路是否正常的。所以无法快速判断故障和试验控制回路是否完好。

3.2改进方案

可以使用上述图1的原理进行改进，但图1原理要加装一个断相保护器，由于西门子刀闸机构空间非常狭窄，此方案行不通。针对这种控制回路，可以使用图2的原理进行改造，改进方案非常简单，只需将电机电源空开的辅助开关接点QF1’改接至图2控制回路中的接点QF1’所在位置即可。这样就可完美地解决上述问题。

4结束语

本文提出的改进方案，能有效消除了因刀闸自保持回路带来的误动作和分合闸接触器损坏，提高了供电可靠性，避免了通过停电更换刀闸机构才能解决此问题。本文提出的改进方案立足工程实际，给行业提供了一种解决此问题不需停电、改造时间快、费用低的创新性方法。

参考文献：

[1]麦少锐.隔离开关控制回路常见隐患问题分析及处理方法[J].机电信息，2018（12）：24-26.

[2]陈伟洋.刀闸控制回路匹配错误的设计缺陷分析[J].机电信息，2018（18）：24-25.

作者简介：

罗振华（1983－）、男、汉族、学士、高级工程师、从事电网继电保护工作。