常規戶(hù)外真空斷路器在自動(dòng)化中的改造應用

近年來(lái)，隨著(zhù)農網(wǎng)建設的不斷擴大和深進(jìn)，農村配網(wǎng)的運行方式也在發(fā)生著(zhù)根本性的變革。一方面，各類(lèi)用戶(hù)對電壓質(zhì)量和供電可靠性提出了新的要求，另一方面，農網(wǎng)35kV變電站實(shí)行綜合自動(dòng)化及無(wú)人值班已成為縣級電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的方向。在這樣大規模的建設和發(fā)展過(guò)程中，為了公道安排建設投資，公道利用現有資源，很多運行中的變電所僅以增容、擴建和改造為條件進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)改造，大量的設備并沒(méi)有必要立即淘汰和作廢。尤以10KV出線(xiàn)開(kāi)關(guān)為主，很多老式變電所在最大限度的發(fā)揮其原有設備的性能外，只需經(jīng)過(guò)相應的附件更換、加裝和回路改造，就能完全滿(mǎn)足微機系統自動(dòng)化運行的治理要求。轉速表| 壓力表| 壓力計| 真空表| 硬度計| 探傷儀| 電子稱(chēng)| 熱像儀| 頻閃儀| 測高儀| 測距儀| 金屬探測器| 試驗機|

這種真空斷路器一度代替原來(lái)的注油斷路器，實(shí)現了斷路器的無(wú)油化治理，在農村變電所中發(fā)揮了重要的作用。目前隨著(zhù)變電所綜合自動(dòng)化水平的不斷進(jìn)步，這種開(kāi)關(guān)的機構操縱和二次控制方式已在一定程度上限制了變電所的自動(dòng)化改造。但為了節省大量的投資。對該斷路器進(jìn)行必要的技術(shù)改造后是能夠完全滿(mǎn)足這些要求的。

一、斷路器操縱機構的工作原理

1.操縱機構的基本配置

固原地區盡大部分農村35KV變電所中都選用了這種開(kāi)關(guān)為CT23-D型的彈簧操縱機構。這些操縱機構的跳合閘線(xiàn)圈根據訂貨的要求不盡相同，有的配置的是交直流兩用線(xiàn)圈，有的為交流線(xiàn)圈。即AC/DC220V或AC220V。儲能電機都選用了交直流兩用，即AC/DC220V。儲能行程開(kāi)關(guān)都為為單輪旋轉式行程開(kāi)關(guān)，共安裝了兩只。行程開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)如圖一所示。

2.操縱機構工作原理扼要說(shuō)明

該原理圖普遍按分合操縱回路和儲能回路共用一個(gè)控制電源的情況下進(jìn)行接線(xiàn)安裝。一般在二次用UPS電源來(lái)保證這種交流電源的可靠性。行程開(kāi)關(guān)完成了兩個(gè)功能，首先是儲能回路的通斷切換，其次是對合閘回路的未儲能閉鎖。剩下的接點(diǎn)可以用來(lái)實(shí)現儲能回路的信號指示。如圖二所示。

二、利用微機自動(dòng)化實(shí)現開(kāi)關(guān)監控的目的和要求


1.控制回路用直流方式進(jìn)行供電和操縱，且分合閘電源、儲能電源以及信號電源分離。
隨著(zhù)各配電負荷的性質(zhì)越來(lái)越重要，工程在擴建過(guò)程中的容量增大，一套簡(jiǎn)單的交流電源屏配置一臺UPS作為全所的不中斷電源供電已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求。這就需要增加直流屏來(lái)實(shí)現。為了最大限度的利用直流屏增加供電可靠性，以及實(shí)現微機裝置的操縱要求。選用直流方式供電和操縱。
各控制電源回路分離的目的是為了使二次回路之間相互獨立，避免干擾，進(jìn)步供電的可靠性。以及在發(fā)生故障時(shí)能減少控制回路的停電范圍并進(jìn)行迅速的診斷和處理。
2.增加信息采集回路，完善微機對斷路器的監控功能。
為了實(shí)現斷路器在微機自動(dòng)化中的監控，需要對斷路器的模擬量和開(kāi)關(guān)量進(jìn)行采集。其中，模擬量的采集主要通過(guò)電量變送器實(shí)現。為簡(jiǎn)化設備，我們將常測儀表、計算機監控裝置共用變送器來(lái)進(jìn)行二次線(xiàn)路改造。也可以通過(guò)斷路器的多抽頭互感器來(lái)引用。
3.改造過(guò)程在原常規控制回路的基礎上進(jìn)行，且要符合實(shí)際情況。做到以最少的改動(dòng)滿(mǎn)足微機監控系統的最大要求。

三、常規戶(hù)外真空斷路器在微機監控系統中應用存在的題目

1.分、合線(xiàn)圈是交直流兩用則不需要更換，若為交流線(xiàn)圈，則根據需要更換為相同通斷能力的直流線(xiàn)圈即可。儲能電機一般都為交直流電機故不需要更換。
2.行程開(kāi)關(guān)CK的接點(diǎn)在直流控制回路中不能滿(mǎn)足改造后的需要
CK為單輪旋轉式行程開(kāi)關(guān)，本斷路器共安裝了兩只。但在目前的應用中已不能滿(mǎn)足要求，首先，它的接點(diǎn)不夠用，另外加裝這種行程開(kāi)關(guān)是不現實(shí)的，其次，需要用重動(dòng)繼電器來(lái)擴充觸點(diǎn)。
3.利用重動(dòng)繼電器的的重要性在于：重動(dòng)繼電器除提供觸點(diǎn)外，還起到電氣隔離作用。監控系統的信息采集回路不直接引到高壓開(kāi)關(guān)，防止高壓開(kāi)關(guān)的強電磁干擾侵進(jìn)到監控系統。重動(dòng)繼電器應選用快速中間繼電器，并且要做到監控、位置指示信號、遠信共用。

四、常規戶(hù)外真空斷路器在微機監控系統中的改造

1、改造原理圖：

基于以上的目的和要求，我們將該斷路器的二次控制回路進(jìn)行如下改造：

2、改造說(shuō)明：
(1).圖三中，將原行程開(kāi)關(guān)接點(diǎn)用中間繼電器KM接點(diǎn)代替，實(shí)現儲能電路與合閘電路的電氣聯(lián)鎖，保證只有在儲滿(mǎn)能的條件下，才可進(jìn)行合閘操縱。
(2).圖四中，增加了重動(dòng)中間繼電器KM。它們的作用是，一、擴充斷路器的機構接點(diǎn)，二、保證儲能過(guò)程連續進(jìn)行，避免儲能電機在重負荷下啟動(dòng)，三、給微機測控系統提供接點(diǎn)，并實(shí)現了電氣隔離。繼電器建議選用DZB-10B型系列。
(3).電容器C并聯(lián)于CK接點(diǎn)目的是在直流回路中，為避免因直流回路電流過(guò)大燒毀電動(dòng)機，電容器建議選用2微法/400伏油浸電容。氣體分析儀| 一氧化碳檢測器| 可燃氣體檢測儀| 泄露氣體檢測儀|
(4).圖五中，拆除原套管CT連接的過(guò)流脫扣回路，而直接串進(jìn)微機保護裝置回路，使斷路器在微機裝置回路中實(shí)現各種保護動(dòng)作。另一組套管CT同時(shí)引進(jìn)微機測控裝置，實(shí)現微機遠測功能。在微機裝置中引進(jìn)斷路器輔助觸點(diǎn)和中間繼電器接點(diǎn)實(shí)現斷路器的遠信監視。
(5).通過(guò)控制屏上的微機裝置出口，與后臺機連接，實(shí)現一次設備的“四遠”功能。為未來(lái)綜合自動(dòng)化變電所的遠動(dòng)奠定了基礎。

五、實(shí)際改造中應注重的幾個(gè)題目：

1、控制直流電源應盡量將操縱電源和儲能電源從直流屏上用單獨的帶輔助接點(diǎn)的空氣開(kāi)關(guān)分別供給，空氣開(kāi)關(guān)的輔助接點(diǎn)作為遠信的開(kāi)關(guān)量采集，以實(shí)現操縱電源和儲能電源的微機監控。
2、由于CT23-D型的彈簧操縱機構的空間余度很小，只能將體積很小的電容器加裝在機構箱內，而中間繼電器須在端子箱或控制屏上加裝。
3、當出線(xiàn)采用獨立CT進(jìn)行丈量和保護接線(xiàn)時(shí)，必須將開(kāi)關(guān)機構箱內的所有套管CT二次側短接并接地。
4、在改造過(guò)程中，應盡量做到直流電源、信號電源的各自獨立，而且信號電源通過(guò)UPS不中斷電源裝置供給。這樣在直流電源失電的狀態(tài)下，既保證了微機監控系統的正常工作，又能由微機監控系統發(fā)出相應的告警。