弹簧储能机构的操作方式

弹簧储能机构的操作方式

1、合闸弹簧储能：开关处于起始分闸状态，合闸弹簧和分闸弹簧末储能，开关无法操作；电机得电后，通过驱动机构使合闸弹簧储能，操动机构准备合闸。

弹簧机构在紧急情况下，可用手动储能。

2、合闸

通过激励合闸脱扣器，合闸弹簧释放能量，经驱动机构使灭弧单元触头闭合；在此过程中，分闸弹簧实现储能；几乎在合闸过程的同时，电机将自动启动，合闸弹簧重新储能。

3、分闸

通过激励分闸脱扣器，分闸弹簧释放能量，经驱动机构使灭弧单元触头拉至分闸位置。

4、合闸弹簧和分闸弹簧释放能量步骤:

（1) 断开直流储能电源；

（2) 开关分闸(在合闸状态)；

（3) 开关合闸；

（4) 开关再分闸；

（5) 断开控制电源。

近年来，35、10 kV具有弹簧储能机构的断路器越来越普及。与过去的直流电磁机构相比，具有动作速度快、合闸电流小、储能电源容量小、交直流均可使用等优点。弹簧储能机构的特点是：合开关时，已储能的弹簧释放能量；开关合上后，弹簧储能，为下一次合闸做准备。也就是在运行中如失去储能电源仍可合闸操作一次，分闸时，储能弹簧能量不释放。从张掖地区电业局2000年所发生的事故中发现，这种操作机构也存在一些问题。

1 事故情况

张掖地区电业局于2000年投运的第一个综合自动化变电站，将所有故障信号通过后台机发出，无功自投通过后台软件控

制电容器投切。在运行中发现115电容器控制回路断线，经检修人员检查系行程开关接点和合闸继电器接点粘连，造成合闸线圈烧坏。

2 事故分析

经检查登录信息发现，只有“弹簧储能动作”信号，而无“弹簧储能复归”信号。如图1所示，这次事故是闭锁合闸的行程开关WJ接点粘连，后台无功自投软件控制电容器合闸，由于弹簧储能机构未储能，开关合不上闸，200 ms后，合闸接点HJ返回，因接点容量有限，断弧造成接点粘连，使合闸线圈长期带电而烧坏。

开关在分合闸时通过开关辅助接点DL来断弧，不能通过行程开关的接点和合闸接点来断弧。因为10 kV的行程开关接点容量小，加上开关机构性能调整不好，造成开关在合闸时，有的开关连续合闸2次。第一次没合上时，辅助接点DL没切换，不能断弧，由于弹簧能量释放，行程接点打开，通过行程接点来断弧，虽在接点两侧并了电容吸收电弧，但由于接点容量有限，容易使行程开关的接点烧坏或粘连。

3 防止措施

3.1 对10 kV开关机构进行调整，保证合闸一次成功。

3.2 在验收检修后的开关时，应重视对开关弹簧机构能量储存与释放的验收。

3.3 在运行中，出现开关合闸或重合闸动作后，除了检查

开关的实际位置外，还应检查弹簧是否储能。

3.4 检查登录信息内所发的信号，若发现只有“弹簧储能动作”信号，而无“弹簧储能复归”信号时，应立即断开储能电源。如是线路，还应退出线路重合闸压板；如是电容器，有无功自投控制电容器投切的，应退出自动调节，改为手动调节，在开关分闸后，断开控制电源，通知检修人员处理。

3.5 每年春检时应对行程开关的接点进行检查和检修，接点不好的要进行更换。

3.6 35 kV开关能直接观察弹簧是否储能，但10 kV开关柜没有检查弹簧是否储能的窗口，建议厂家安装该窗口以及手动储能装置。

概述

目前，弹簧操动机构以其合闸电流小、动作速度快、储能电源容量小等特点在电力系统1O，35 kv电压等级的开关类设备中得到广泛应用其工作过程是：合断路器时，已储能的弹簧立即释放能量，实现合闸：断路器合上后，弹簧储能，为下一次合闸做准备。分闸时，储能弹簧能量不释放。

弹簧操动机构储能电机的启动与停止是由弹簧行程开关接点的接通与断开来实现的在弹簧储能到位后．行程开关的常开接点闭合，使断路器处于准备合闸状态.

其中K 为储能控制开关，DL为断路器辅助接点，HQ为断路器合闸线圈。弹簧行程开关接点SP 通过继电器KM控制储能电机M 的启动与停止。弹簧行程开关接点SP2串人合闸回路，用来控制断路器合闸，即只有在弹簧储能到位结束后，SP：闭合接通，方能实现合闸。

某变电站几台40．5 kV断路器系LW8—40．5型SF^断路器配CT14型操动机构，多次发生行程开关接点SP2烧毁或粘连事故，导致断路器拒动。下面，笔者就该问题进行原因分析并提出改进措施.

2 原因分析

SP 和SP’均为LX19—121型行程开关的触点，其电源电压为DC 220 V，持续工作电流为5 A。工作时，实际流过SP 的电流为0．1 A(接触器回路电阻2560Q)。流过SP2的电流为1．8 A(合闸线圈电阻为124 Q)。从表面上看，SP ，SP2的选型完全符合要求。在正常情况下．合闸控制回路的电流本应由断路器的辅助开关DL来切断．但实际上．在弹簧释放的瞬间，SP 常先于DL进行切换，因此SP2承担了切断电流和熄弧的任务又因该种行程开关接点容量小．不具备灭弧功能．所以常常导致接点的烧毁或粘连。如果遇到有的操动机构性能不好，断路器合闸时第一次没有合上．其辅助接点未切换．发生合闸自保持的情况，甚至会造成烧毁合闸线圈的事故。

3 改进的措施

(1)改用有磁吹熄弧功能的LXW18—1 1MB型行程开关，其供电参数为DC 220 V／5 A。它的接点容量大．具有熄弧能力，能确保可靠地切断合闸电流。

(2)在合闸控制回路中加装中间继电器J，先用SP’去启动J，再将J的常开接点接人合闸控制回路中，其接线见图2，其中，H BJ为合闸保持继电器，HQ为合闸线圈。此时，SPz中仅流f编入软件，可以方便、准确地进行温度补偿，得到sF气体的密度值，并直接加以显示。过不到0．1 A的电流．而且在KK开关接通或重合闸动作时，由于HBJ的自保持作用，保证了合闸回路的电流由断路器的辅助开关DL来切断该变电站部分40．5 k V断路器采用上述改进措施后，在保证年度检修时行程开关接点调整到位、接触可靠、分合正常的情况下，再也没有发生过行程开关接点的烧毁或粘连事故

摘要：在进行南门畈变电站110kV南03、南04线路距离、零序保护(保护屏为PXH-112X型)带开关(开关型号CT6-XI弹簧储能机构)的联动整组试验中，当模拟线路相间及单相接地的永久故障时，出现重合闸多次重合，开关多次跳闸。如果不消除该保护及自动装置这一严重缺陷，一旦运行中线路发生永久性故障，不但不能迅速切除故障线路，相反将引起故障扩大，危及设备及电网的安全运行。

关键词：弹簧储能机构断路器控制回路