淺談高壓斷路器繼電保護(hù)綜合措施

韓健 曾鉉

淺談高壓斷路器繼電保護(hù)綜合措施

韓健 曾鉉

高壓斷路器技術(shù)與過去相比有了很大的進(jìn)步，而且在設(shè)計理念和方式上也有了相當(dāng)大的改變，因此在斷路器的實際工作運行中會出現(xiàn)一些不合理的現(xiàn)象。如何在高壓斷路器與繼電保護(hù)裝置之間建立既有聯(lián)系，又有區(qū)別的關(guān)系，本文將重點論述高壓斷路器與繼電保護(hù)裝置之間在共同工作時容易出現(xiàn)的問題，對二者之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)分析，并對高壓斷路器繼電保護(hù)的綜合措施進(jìn)行具體研究。

高壓斷路器 繼電保護(hù) 綜合措施

在傳統(tǒng)的高壓斷路器繼電保護(hù)設(shè)計中，繼電保護(hù)裝置可以完成斷路器的部分功能，這給二次配線的過程帶來了一些不必要的麻煩［1］。但是隨著近些年我國高壓電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，高壓短路器的技術(shù)也逐漸變得日益成熟和完善，某種程度上簡化了斷路器繼電保護(hù)回路的接線過程，從而使整個二次配電的過程更加清晰快捷。

1　斷路器的基本特性

額定電壓、額定電流、過載保護(hù)和短路保護(hù)的脫扣電流整定范圍是目前高壓斷路器的幾個基本特性［2］。

額定電壓指的是斷路器在正常運轉(zhuǎn)，且從不間斷的情況下工作時候的電壓。

額定電流指的是配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規(guī)定的環(huán)境溫度下所能無限承受的最大電流值，但不能超過電流承受部件規(guī)定的溫度限值。

過載保護(hù)指的是為了防止主電源線路因為過載導(dǎo)致保護(hù)器過熱損壞而加裝 的保護(hù)設(shè)備。其發(fā)生的原因有很多，例如導(dǎo)線截面選擇不當(dāng)，實際負(fù)載已超過導(dǎo)線的安全電流等。

2　斷路器跳合閘閉鎖

傳統(tǒng)高壓斷路器由于受到技術(shù)水平和資金經(jīng)驗的限制和約束，斷路器壓力異常閉鎖合跳閘僅僅是通過觸發(fā)壓力閉鎖繼電器來實現(xiàn)的，考慮到對高壓斷路器在工作過程中的整體運行狀況進(jìn)行仔細(xì)、逐一監(jiān)視和控制，會花費大量的資金，而我國在這方面的扶持力度還不夠大，所以相關(guān)的設(shè)計者只是采用任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會選擇閉鎖斷路器三相操作回路。這樣做的好處是節(jié)省了企業(yè)的經(jīng)營成本，但同時也造成在工作過程中會出現(xiàn)一系列不可避免的問題。經(jīng)過多年的研究證明，越來越多人認(rèn)為采用分相監(jiān)視能有效提高斷路器在運行過程中的可靠性。傳統(tǒng)斷路器發(fā)生故障后，繼電保護(hù)裝置通過實際的操作，實現(xiàn)三相閉鎖。但這只是針對正常故障而言，如果遇到非正常故障，則只能通過斷路器失靈，繼電保護(hù)裝置啟用后備操作來排除故障，操作時間如下：

t=t（單相監(jiān)視動作時間）+t（失靈保護(hù)動作時間）

由此可以看出，三相綜合監(jiān)視下正常相故障動作時間要長于單相監(jiān)視，不利于及時排除故障，對斷路器的危害較大，甚至對整個供電系統(tǒng)都會帶來負(fù)面影響。

3　繼電保護(hù)裝置防跳回路

斷路器的防跳是指專門設(shè)置一個防跳回路，對斷路器工作中出現(xiàn)的異常電壓進(jìn)行檢測和控制，在避免事故發(fā)生的同時，保證斷路器不會非正常合閘。

目前我國電力技術(shù)中有兩種方法可以預(yù)防斷路器防跳，一是通過由斷路器的生產(chǎn)廠家提供安裝防跳單元進(jìn)行防跳，二是通過斷路器的生產(chǎn)廠家的操作箱防跳回路進(jìn)行防跳。使用這兩種方式是因為目前我國的電力技術(shù)仍然沿用了計劃經(jīng)濟(jì)時期的生產(chǎn)和設(shè)計模式，所以在實際的使用過程中會出現(xiàn)一些矛盾的地方，在防跳性能上還有不小的改進(jìn)空間。

多種繼電保護(hù)裝置共同發(fā)揮作用，這是繼電保護(hù)在傳統(tǒng)斷路器設(shè)計過程中防止斷路器跳躍的重要方式。具體來說，繼電保護(hù)在斷路器發(fā)生故障之后，通過端子接線和開斷接點之間的相互配合，使斷路器在可跳閘位置閉鎖，這樣一來就很巧妙地防止了斷路器的跳躍現(xiàn)象。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得人們在制造和使用科技產(chǎn)品的時候越來越便利，在最新的斷路器設(shè)計過程中，設(shè)計者已經(jīng)實現(xiàn)了讓斷路器自我防止跳躍的功能，其依靠自身內(nèi)部的繼承模塊，而不再需要外部端子或基點保護(hù)設(shè)備作為橋梁來防止跳躍。

4　跳閘回路電源設(shè)計

在繼電保護(hù)的設(shè)計過程中，為了防止高壓斷路器拒動，應(yīng)排除可能出現(xiàn)的各類狀況，110kV以上的電壓等級配備明備跳閘裝置。但是參與設(shè)計的工作人員在實驗中逐漸發(fā)現(xiàn)，當(dāng)斷路器發(fā)生短路時，由于其自動切換裝置的動作，直流電會自動切換到第二組直流電源上，造成第二組直流電源電路被燒，從而導(dǎo)致整個斷路系統(tǒng)失去可靠的操作點資源。

在電力系統(tǒng)的反事故措施規(guī)定中，不允許直流電源采用自動切換的方式，而通過對高壓斷路器操作系統(tǒng)在繼電保護(hù)中至少提供兩套相同的壓力閉鎖觸點，采用兩套壓力閉鎖控制回路，以保證斷路器在發(fā)生故障時能夠有足夠的動力來源。

5　重合閘技術(shù)

在電力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)中，重合閘技術(shù)可以有效提高供電的穩(wěn)定性，微機(jī)在壓力低閉鎖情況時自動發(fā)出重合閘命令是，斷路器的操作會進(jìn)入到“分——延時0.3s——合——分”的惡性循環(huán)中，這樣一來對電源材料會有較大的損傷，產(chǎn)生較強(qiáng)的電弧效應(yīng)，甚至還有可能導(dǎo)致斷路器發(fā)生形變。所以設(shè)計者在對斷路器進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計中要注意，斷路器在操作過程中只能實現(xiàn)“單分”或者“單合”，不可在同時間內(nèi)進(jìn)行“分”與“合”交替操作。

6　斷路器在操作過程中壓力閉鎖回路存在的問題

目前，我國城市用電量非常大，為了滿足城市的用電需求，城市電網(wǎng)是不會允許斷路器發(fā)生拒動現(xiàn)象的，所以在滿足繼電保護(hù)裝置要求的同時，對壓力閉鎖回路裝置進(jìn)行了雙重化設(shè)置。而且為了有效控制斷路器因為拒動而出現(xiàn)繼電保護(hù)失靈的現(xiàn)象，電網(wǎng)在故障還沒有發(fā)生的時候就會跳閘操作元件，斷路器的回路箱、電源操作等都使用雙重化的設(shè)置方式進(jìn)行配置。為了有效防止繼電器壓力閉鎖失電現(xiàn)象，直流電源消失之后，通過切換電源的方法將壓力閉鎖繼電器應(yīng)用于第一組電源設(shè)備中，然后切換至第二組電源，從而保證跳閘的情況下依然能正常使用。

7　結(jié)語

斷路器是新時期下電力系統(tǒng)全新發(fā)展的產(chǎn)物，其獨特的創(chuàng)新設(shè)計為電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)提供了許多優(yōu)秀的觀點，在本質(zhì)上減少了企業(yè)對外部設(shè)備的需求，為電力系統(tǒng)安全運行提供了有利的基礎(chǔ)。本文在探究高壓斷路器繼電保護(hù)綜合措施時，對其中一些觀點進(jìn)行了總結(jié)，具體如下：（1）斷路器與繼電保護(hù)在防跳模板上互相沖突，在實際的運行過程中會造成非正常的斷路器拒動；（2）機(jī)構(gòu)電源要避免斷路器出現(xiàn)電源消失的現(xiàn)象，因此斷路器要在設(shè)計中有兩套相對獨立的機(jī)構(gòu)電源控制回路；（3）斷路器在設(shè)計過程中要注意重合閘只能單分或單合，不可進(jìn)行分合交替操作。

［1］陳森曉.淺談高壓斷路器繼電保護(hù)綜合措施［J］.機(jī)電信息，2010，12（11）：139-140.

［2］劉勤.新型高壓斷路器與繼電保護(hù)裝置配合設(shè)計措施分析［J］.硅谷，2010，07（10）：25.

注：韓健身份證號：男，330102198712083010；曾鉉身份證號：女，432503198405083161。