某330kV雙斷口斷路器合閘電阻接入時間測量誤差分析

摘要：斷路器合閘電阻是通過輔助觸頭接入到斷路器斷口間的電阻，目的是為了通過限制斷路器合閘操作過電壓，保護電氣設(shè)備不受過電壓沖擊。斷路器合閘電阻的投入和斷開需要與主觸頭配合，才能更好地發(fā)揮抑制過電壓的作用，投入時間偏大或偏小均會影響到其限制合閘過電壓的能力，斷路器合閘電阻接入時間的測量時檢查斷路器功能的一個重要指標。

關(guān)鍵詞：雙斷口斷路器;例行試驗;合閘電阻;測量誤差

1、引 言

為了限制斷路器操作過電壓，在某些帶有容性負荷的負載上通常采用帶有合閘電阻的斷路器，合閘時，合閘電阻輔助觸頭比斷路器主觸頭提前閉合，合閘電阻可有效吸收回路中振蕩能量，減弱主觸頭間的恢復(fù)電壓，在主觸頭閉合之后輔助觸頭自動切除。輔助觸頭比主觸頭提前閉合這一時間就稱之為合閘電阻接入時間，它是考核斷路器性能的一個重要指標，該值通常為（ 10±2）ms，規(guī)程規(guī)定，帶合閘電阻的斷路器在例行試驗等工作中，需測量其合閘電阻接入時間符合要求。

2、帶合閘電阻斷路器工作原理及測試儀測試端口的特點

以某公司生產(chǎn)的斷路器為例，并聯(lián)電阻后，斷路器斷口內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。在斷路器合閘過程中，Kf 先合上，把Rf 接入系統(tǒng)中， 過了約l0ms左右，Kz再合上，再過約幾十毫秒，Kf 斷開，把Rf 退出系統(tǒng)。這樣就完成了一次合閘的全部操作。

開關(guān)測試儀一般包含6～12 個相同測試端口和分合閘控制電路，如圖2所示。

虛線內(nèi)部為開關(guān)測試儀，其中有若干個測試端口，J為開關(guān)測試儀內(nèi)部觸點，用來接通合閘控制回路，S為開關(guān)測試儀內(nèi)計時開始觸發(fā)部分，HQ和DL分別為斷路器的合閘線圈和常閉輔助觸點，Kz為斷路器主斷口。

每一個測試端口的內(nèi)部如圖3所示，r為測試端口的內(nèi)阻，S為時間記錄部分。

當起動開關(guān)測試儀上的合閘按鈕時，J 閉合，合閘控制回路接通，J、S、HQ、DL均有電流通過，斷路器開始合閘，同時S使開關(guān)測試儀開始計時。當斷路器Kz閉合時，接通測試端口1，測試端口1有電流通過，判斷出斷路器主斷口Kz，已閉合，S記下此時時間。該時間就是測得斷路器合閘時間。S記下一次時間后就不再記時，必須等到下一次測試時S重新觸發(fā)使開關(guān)測試儀重新開始計時，S才能記時。

3、斷路器合閘電阻接入時間測量誤差分析

假如在測試端口外臨時串聯(lián)一個電阻Rt，如圖5所示，此時Kf 即使閉合，測試端口通過的電流未必大于Ⅰ0。只有在Rt小于一定值時，才能使測試端口通過的電流大于Ⅰ0，從而使S觸發(fā)記時。稱該電阻為臨界電阻Rt0。臨界電流Ⅰ0：觸發(fā)S記時的電流。

3.1 儀器測量誤差原因分析：

Ⅰ>Ⅰ0時，S才能觸發(fā)計時，在斷路器合閘過程中，Kf 先合上，把Rf 接入系統(tǒng)中，Kz再合上。當Kz合上之后，主回路電阻值非常小，Kf相當于被短路。

若測試儀器臨界電流Ⅰ0閥值較高，當輔助開關(guān)Kf 閉合，把合閘電阻Rf 接入系統(tǒng)時，測試端口通過的電流I較低，Ⅰ<Ⅰ0，S未能觸發(fā)。當Kz合上之后，主回路電阻值非常小，Rf相當于被短路。此時回路整體電阻降低，電流值增大，觸發(fā)S開始計時，此時引入測量誤差。

3.2 接線方式引入誤差分析：

利用T型斷路器一側(cè)接地刀閘接地與測試儀器接地構(gòu)成測試回路，測量得出斷口Ⅰ和斷口Ⅱ分合閘同期時間。

測試回路中的觸發(fā)電流I計算公式如下：

測試儀器的觸發(fā)電壓U不變，Rf、r都是固定值，此時R包括地電阻、接地電阻、Kf的接觸電阻。斷路器并聯(lián)合閘電阻在預(yù)接入的時候，不會瞬間合到一起，其中觸點之間存在細微彈跳。此時端口間的接觸電阻較大，無法觸發(fā)S進行計時。

待合閘電阻接入穩(wěn)定后，Kf輔助端口的接觸電阻降低，Ⅰ增大，滿足Ⅰ>Ⅰ0，觸發(fā)S開始計時，因此儀器采集到了合閘電阻預(yù)接入時間，但并非是接入的全部時間。

采用圖6所示試驗接線時，利用T型斷路器一側(cè)接地刀閘接地與測試儀器接地構(gòu)成測試回路，由于變電站的檢修周期一般在3至5年，設(shè)備的停電機會較少，這也造成接地刀閘的表面氧化嚴重，即使接地刀閘處于合位，其接觸電阻仍較大，造成測試回路觸發(fā)電流I偏小。

在將斷路器兩側(cè)接地刀閘打開后，在T型斷路器兩斷口連接法蘭處采用專用接地線人為設(shè)置接地點與測試儀器接地構(gòu)成測試回路，如圖7所示，回路中的接觸電阻降R整體降低，使得輔助開關(guān)Kf 閉合，把合閘電阻Rf 接入系統(tǒng)時，測試回路觸發(fā)電流I較大，滿足Ⅰ>Ⅰ0，觸發(fā)S開始計時，能夠在第一時間觸發(fā)計時器S，因此可以采集到完整的合閘電阻預(yù)接入時間。

4、結(jié)論及建議

現(xiàn)場測量合閘電阻接入時間，需充分考慮地電阻、接地電阻、輔助開關(guān)的接觸電阻等附加電阻值對測試過程的影響。為了確保準確測量合閘電阻接入時間，建議采取以下措施：

4.1 嚴謹分析試驗現(xiàn)場異常數(shù)據(jù)，盡可能的采取多種測量接線，試驗儀器，排除可能“誤診”的可能;

4.2合理選擇合閘電阻接入時間現(xiàn)場測試方案，在現(xiàn)場檢測時，應(yīng)綜合考慮現(xiàn)場地電阻、接地電阻、Kf的接觸電阻等附加電阻值的影響因素，選擇正確的測試方法得出數(shù)據(jù)后，再判斷其接入時間是否在正常范圍內(nèi)。

參考文獻

[1] 徐育福. 1100kV GIS用斷路器合閘電阻工作原理及其預(yù)投入時間測試[J].湖北電力. 2015.

[2] 楊景剛等. 一起550kV斷路器合閘電阻阻值超標現(xiàn)象分析[J].高壓電器.2015.

作者簡介：伊國鑫，男，工程師，（1989-），工學(xué)學(xué)士，從事電氣試驗工作。