常規(guī)戶外真空斷路器的分析論文
常規(guī)戶外真空斷路器的分析論文
摘要：本文以ZW8-12型戶外真空斷路器為例，從該斷路器的基本原理出發(fā)，通過一定的技術(shù)改造，以滿足綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的管理要求
關(guān)鍵詞：常規(guī)戶外真空斷路器自動(dòng)化改造應(yīng)用
近年來，隨著農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的不斷擴(kuò)大和深入，農(nóng)村配網(wǎng)的運(yùn)行方式也在發(fā)生著根本性的變革。一方面，各類用戶對(duì)電壓質(zhì)量和供電可靠性提出了新的要求，另一方面，農(nóng)網(wǎng)35kV變電站實(shí)行綜合自動(dòng)化及無人值班已成為縣級(jí)電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的方向。在這樣大規(guī)模的建設(shè)和發(fā)展過程中，為了合理安排建設(shè)投資，合理利用現(xiàn)有資源，許多運(yùn)行中的變電所僅以增容、擴(kuò)建和改造為前提進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)改造，大量的設(shè)備并沒有必要立即淘汰和作廢。尤以10KV出線開關(guān)為主，許多老式變電所在最大限度的發(fā)揮其原有設(shè)備的性能外，只需經(jīng)過相應(yīng)的附件更換、加裝和回路改造，就能完全滿足微機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行的管理要求。
我寧夏固原地區(qū)和陜西省接壤，許多變電所大量應(yīng)用了陜西寶光集團(tuán)有限公司寶雞真空開關(guān)廠生產(chǎn)的ZW8-12型斷路器系列產(chǎn)品。這種真空斷路器一度代替原來的注油斷路器，實(shí)現(xiàn)了斷路器的無油化管理，在農(nóng)村變電所中發(fā)揮了重要的作用。目前隨著變電所綜合自動(dòng)化水平的不斷提高，這種開關(guān)的`機(jī)構(gòu)操作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(jié)省大量的投資。對(duì)該斷路器進(jìn)行必要的技術(shù)改造后是能夠完全滿足這些要求的。
一、zw8-12型斷路器操作機(jī)構(gòu)的工作原理
1.操作機(jī)構(gòu)的基本配置
固原地區(qū)絕大部分農(nóng)村35KV變電所中都選用了這種開關(guān)為CT23-D型的彈簧操作機(jī)構(gòu)。這些操作機(jī)構(gòu)的跳合閘線圈根據(jù)訂貨的要求不盡相同，有的配置的是交直流兩用線圈，有的為交流線圈。即AC/DC220V或AC220V。儲(chǔ)能電機(jī)都選用了交直流兩用，即AC/DC220V。儲(chǔ)能行程開關(guān)都為為單輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)，共安裝了兩只。行程開關(guān)的接點(diǎn)如圖一所示。
2.操作機(jī)構(gòu)工作原理簡要說明
該原理圖普遍按分合操作回路和儲(chǔ)能回路共用一個(gè)控制電源的情況下進(jìn)行接線安裝。一般在二次用UPS電源來保證這種交流電源的可靠性。行程開關(guān)完成了兩個(gè)功能，首先是儲(chǔ)能回路的通斷切換，其次是對(duì)合閘回路的未儲(chǔ)能閉鎖。剩下的接點(diǎn)可以用來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能回路的信號(hào)指示。如圖二所示。
二、利用微機(jī)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)開關(guān)監(jiān)控的目的和要求
1.控制回路用直流方式進(jìn)行供電和操作，且分合閘電源、儲(chǔ)能電源以及信號(hào)電源分離。
隨著各配電負(fù)荷的性質(zhì)越來越重要，工程在擴(kuò)建過程中的容量增大，一套簡單的交流電源屏配置一臺(tái)UPS作為全所的不間斷電源供電已經(jīng)不能滿足要求。這就需要增加直流屏來實(shí)現(xiàn)。為了最大限度的利用直流屏增加供電可靠性，以及實(shí)現(xiàn)微機(jī)裝置的操作要求。選用直流方式供電和操作。
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(dú)立，避免干擾，提高供電的可靠性。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(jī)對(duì)斷路器的監(jiān)控功能。
為了實(shí)現(xiàn)斷路器在微機(jī)自動(dòng)化中的監(jiān)控，需要對(duì)斷路器的模擬量和開關(guān)量進(jìn)行采集。其中，模擬量的采集主要通過電量變送器實(shí)現(xiàn)。為簡化設(shè)備，我們將常測(cè)儀表、計(jì)算機(jī)監(jiān)控裝置共用變送器來進(jìn)行二次線路改造。也可以通過斷路器的多抽頭互感器來引用。
3.改造過程在原常規(guī)控制回路的基礎(chǔ)上進(jìn)行，且要符合實(shí)際情況。做到以最少的改動(dòng)滿足微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的最大要求。
三、常規(guī)戶外真空斷路器在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用存在的問題
1.分、合線圈是交直流兩用則不需要更換，若為交流線圈，則根據(jù)需要更換為相同通斷能力的直流線圈即可。儲(chǔ)能電機(jī)一般都為交直流電機(jī)故不需要更換。
2.行程開關(guān)CK的接點(diǎn)在直流控制回路中不能滿足改造后的需要
CK為單輪旋轉(zhuǎn)式行程開關(guān)，本斷路器共安裝了兩只。但在目前的應(yīng)用中已不能滿足要求，首先，它的接點(diǎn)不夠用，另外加裝這種行程開關(guān)是不現(xiàn)實(shí)的，其次，需要用重動(dòng)繼電器來擴(kuò)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(jiān)控系統(tǒng)的信息采集回路不直接引到高壓開關(guān)，防止高壓開關(guān)的強(qiáng)電磁干擾侵入到監(jiān)控系統(tǒng)。重動(dòng)繼電器應(yīng)選用快速中間繼電器，并且要做到監(jiān)控、位置指示信號(hào)、遙信共用。
四、常規(guī)戶外真空斷路器在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)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、改造說明：
(1)圖三中，將原行程開關(guān)接點(diǎn)用中間繼電器KM接點(diǎn)代替，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電路與合閘電路的電氣聯(lián)鎖，保證只有在儲(chǔ)滿能的條件下，才可進(jìn)行合閘操作。
(2)圖四中，增加了重動(dòng)中間繼電器KM。它們的作用是，一、擴(kuò)充斷路器的機(jī)構(gòu)接點(diǎn)，二、保證儲(chǔ)能過程連續(xù)進(jìn)行，避免儲(chǔ)能電機(jī)在重負(fù)荷下啟動(dòng)，三、給微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)提供接點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)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大燒毀電動(dòng)機(jī)，電容器建議選用2微法/400伏油浸電容。
(4)圖五中，拆除原套管CT連接的過流脫扣回路，而直接串入微機(jī)保護(hù)裝置回路，使斷路器在微機(jī)裝置回路中實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)動(dòng)作。另一組套管CT同時(shí)引入微機(jī)測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)微機(jī)遙測(cè)功能。在微機(jī)裝置中引入斷路器輔助觸點(diǎn)和中間繼電器接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)斷路器的遙信監(jiān)視。
(5)通過控制屏上的微機(jī)裝置出口，與后臺(tái)機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的“四遙”功能。為未來綜合自動(dòng)化變電所的遠(yuǎn)動(dòng)奠定了基礎(chǔ)。
五、實(shí)際改造中應(yīng)注意的幾個(gè)問題：
1、控制直流電源應(yīng)盡量將操作電源和儲(chǔ)能電源從直流屏上用單獨(dú)的帶輔助接點(diǎn)的空氣開關(guān)分別供給，空氣開關(guān)的輔助接點(diǎn)作為遙信的開關(guān)量采集，以實(shí)現(xiàn)操作電源和儲(chǔ)能電源的微機(jī)監(jiān)控。
2、由于CT23-D型的彈簧操作機(jī)構(gòu)的空間余度很小，只能將體積很小的電容器加裝在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)，而中間繼電器須在端子箱或控制屏上加裝。
3、當(dāng)出線采用獨(dú)立CT進(jìn)行測(cè)量和保護(hù)接線時(shí)，必須將開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的所有套管CT二次側(cè)短接并接地。
4、在改造過程中，應(yīng)盡量做到直流電源、信號(hào)電源的各自獨(dú)立，而且信號(hào)電源通過UPS不間斷電源裝置供給。這樣在直流電源失電的狀態(tài)下，既保證了微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作，又能由微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的告警。
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