400伏低壓開關(guān)通用型脫扣裝置的研究與應(yīng)用

耿亞明+黃霖+朱增瑋

摘 要：帶有欠壓脫扣功能的低壓開關(guān)是保證所用電供電可靠的一項重要設(shè)備。由于現(xiàn)有各所的設(shè)備不盡統(tǒng)一，需要一種通用的低壓脫扣裝置。本文就此問題，對通用性的脫扣裝置設(shè)計、使用做了一定的探討，為未來檢修工作提供了一定的參考方向。

關(guān)鍵詞：低壓脫扣裝置;通用;時間可調(diào)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.176

1 現(xiàn)狀

在一所變電站中，要確保其安全運行，所用電系統(tǒng)的可靠運行是非常重要的。在事故預(yù)案中，若出現(xiàn)所用電系統(tǒng)失電，第一優(yōu)先處理的就是恢復(fù)所用電系統(tǒng)。在所用電供電系統(tǒng)中，欠壓脫扣功能是低壓開關(guān)帶有的一項重要保護(hù)功能，由與其同體安裝的欠壓脫扣裝置實現(xiàn)。欠壓脫扣裝置是在它的端電壓降至某一規(guī)定范圍時，使斷路器斷開的一種脫扣裝置。2013年《江蘇省電力公司交直流電源設(shè)備運維管理規(guī)定》中指出：所用變次級總開關(guān)應(yīng)具備缺相及失壓延時跳閘功能，延時時間應(yīng)在 0-10s可調(diào)，一般設(shè)置為4s。目前泰州運維站共有31座變電所，其中220kV變電站 29座，550kV變電站2座，所用變低壓斷路器主要有施耐德的NS＼NSX塑殼斷路器、MT空氣斷路器，正泰的NA1空氣斷路器，正泰（諾雅克）NA8空氣斷路器，ABB的Emax空氣斷路器，還有較老的產(chǎn)品DW15萬能式斷路器，兩路所用電相互備用且采用母聯(lián)斷路器等方案。其中27座站的斷路器未裝欠壓脫扣器，3座站裝了瞬時欠壓脫扣器，考慮其不滿足反措要求已拆除了欠壓脫扣器，只有一座變電站裝了延時欠壓脫扣器，滿足江蘇省電力公司要求低壓配電保護(hù)斷路器具有欠壓和失壓延時跳閘要求。目前絕大多數(shù)變電站的所用變低壓斷路器都不具備反措要求，需要進(jìn)行技術(shù)改造。

對2011-2014年度發(fā)生的各種所用變故障進(jìn)行統(tǒng)計，故障共發(fā)生21起，其中由于未裝延時脫扣器而導(dǎo)致告警或故障的比例達(dá)到了75%，是所用電系統(tǒng)故障的主要原因。因此，所用電開關(guān)配置延時脫扣器十分必要。

2 應(yīng)對措施

通過充分的調(diào)查和分析，我們認(rèn)為如果研制出一種延時欠壓脫扣裝置，將大大減少由于瞬時性故障而瞬時脫扣裝置動作導(dǎo)致低壓斷路器跳閘，減少不必要的誤動;或者由于未裝欠壓脫扣裝置而導(dǎo)致低壓或缺相時斷路器拒動，引起其它保護(hù)裝置告警或跳閘。從而提高現(xiàn)場運行安全，減少安全隱患。因此我們把目標(biāo)設(shè)定為：研制一種帶延時的所用變開關(guān)低壓（欠壓）脫扣裝置，并且延時可調(diào)。從而降低由于所用變低壓斷路器拒動或誤動而造成的故障率。我們使用新型脫扣裝置后的故障率目標(biāo)值為10%。

3 關(guān)鍵技術(shù)及難點解決

3.1 技術(shù)難點

因泰州地區(qū)共有31座變電所，改造工作將面臨如下困難：

（1）脫扣器規(guī)格多。變電所使用的斷路器廠家多，因每個廠家結(jié)構(gòu)不一樣造成脫扣器的功耗和啟動功率不一樣，這就要求延時控制模塊延時功率大范圍廣，且要求延時可調(diào)時間長，都能統(tǒng)一滿足要求，對模塊的元器件選擇匹配提出很高要求;（2）安裝困難。需要對所有斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)熟悉有能力更換安裝接線，工作判別電源需要從電路中接線，因而還需要現(xiàn)場安裝小型保護(hù)斷路器、控制模塊的安裝與接線工作，對現(xiàn)場安裝提出了很高要求;（3）抗干擾要求高。需要對靜電放電、點快速瞬變/脈沖群、浪涌、諧波等抗擾度要求試驗滿足要求，保證不會受外界影響而誤動作;（4）高可靠性。因脫扣器保護(hù)模塊是長時間工作，不能因電子元器件老化而失效;（5）延時可調(diào)。目前延時的通常做法是時間固定，不受人為控制。但是由于現(xiàn)場的情況不同，大家普遍認(rèn)為定時方式不方便，無法根據(jù)實際情況調(diào)整，實用性差。因此，設(shè)計出時間可調(diào)的脫扣器就更加符合實際生產(chǎn)和要求。

3.2 解決方案

（1）系統(tǒng)工作原理。工作原理：當(dāng)電源線路在電壓低于35%額定電壓時，脫扣器控制模塊無電壓輸出，保證斷路器無法合閘，當(dāng)高于85%額定電壓時，可使欠壓脫扣器得電吸合，按合閘按鈕保證斷路器可靠合閘;當(dāng)電壓從額定電壓下降到70%～35%電壓范圍內(nèi)，可根據(jù)設(shè)置的延時輸出脫扣指令，保證脫扣器延時釋放從而延時斷開斷路器;或者當(dāng)電壓從額定電壓突降到20%以下或斷電，同樣可延時輸出。當(dāng)線路電壓恢復(fù)到85%額定電壓時即可恢復(fù)正常工作（圖1）。

（2）系統(tǒng)連接方案。將保護(hù)隔離的微型斷路器和延時控制模塊安裝到原配電柜合適的導(dǎo)軌上，從配電柜的進(jìn)線端的三相四線電源接到微型斷路器的進(jìn)線端，然后將微型斷路器出線端對應(yīng)接至延時控制模塊的電源接口，電源模塊的脫扣電源接至低壓斷路器上的欠壓脫扣器電源端子，拆開斷路器面罩將與延時模塊相匹配的欠壓脫扣器安裝至保護(hù)斷路器指定位置并接好線，延時模塊上的脫扣信號輸出接到后臺信號裝置。

3.3 實施過程

本次測試過程分為兩個部分：一、功能測試：這部分測試工作主要對產(chǎn)品的各項功能逐一進(jìn)行了測試，并會同施工人員，對設(shè)備的安裝、調(diào)試進(jìn)行了意見的聽取，各項性能指標(biāo)也達(dá)到了設(shè)計要求;二、現(xiàn)場安裝測試：這部分測試在現(xiàn)場進(jìn)行，為了做出比較，我們共選了2個變電站進(jìn)行了技術(shù)改造試點。通過安裝核對，確定了設(shè)備安裝施工規(guī)范。

4 應(yīng)用探討

通過項目的實施，對研發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行了實地測試和使用，對技術(shù)進(jìn)行了驗證;同時體現(xiàn)了兩點社會效益：一、消除了所用電的隱患，減少了停電的次數(shù)、時間、范圍，對于變電站穩(wěn)定運行起到了不可估量的作用;二、通過此次科技工作，帶動提高了泰州運維站的科技創(chuàng)新水平，在工作中掀起了節(jié)約、提高、爭先的工作學(xué)習(xí)潮流。endprint