常規(guī)戶外真空斷路器在自動化中的改造應(yīng)用

常規(guī)戶外真空斷路器在自動化中的改造應(yīng)用

近年來，隨著農(nóng)網(wǎng)建設(shè)的不斷擴大和深進，農(nóng)村配網(wǎng)的運行方式也在發(fā)生著根本性的變革。一方面，各類用戶對電壓質(zhì)量和供電可靠性提出了新的要求，另一方面，農(nóng)網(wǎng)35kV變電站實行綜合自動化及無人值班已成為縣級電網(wǎng)自動化發(fā)展的方向。在這樣大規(guī)模的建設(shè)和發(fā)展過程中，為了公道安排建設(shè)投資，公道利用現(xiàn)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，很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，就能完全滿足微機系統(tǒng)自動化運行的治理要求。轉(zhuǎn)速表| 壓力表| 壓力計| 真空表| 硬度計| 探傷儀| 電子稱| 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的注油斷路器，實現(xiàn)了斷路器的無油化治理，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化水平的不斷進步，這種開關(guān)的機構(gòu)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化改造。但為了節(jié)省大量的投資。對該斷路器進行必要的技術(shù)改造后是能夠完全滿足這些要求的。

一、斷路器操縱機構(gòu)的工作原理

1.操縱機構(gòu)的基本配置

固原地區(qū)盡大部分農(nóng)村35KV變電所中都選用了這種開關(guān)為CT23-D型的彈簧操縱機構(gòu)。這些操縱機構(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。儲能電機都選用了交直流兩用，即AC/DC220V。儲能行程開關(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)的接點如圖一所示。

2.操縱機構(gòu)工作原理扼要說明

該原理圖普遍按分合操縱回路和儲能回路共用一個控制電源的情況下進行接線安裝。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。剩下的接點可以用來實現(xiàn)儲能回路的信號指示。如圖二所示。

二、利用微機自動化實現(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。
隨著各配電負荷的性質(zhì)越來越重要，工程在擴建過程中的容量增大，一套簡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)不能滿足要求。這就需要增加直流屏來實現(xiàn)。為了最大限度的利用直流屏增加供電可靠性，以及實現(xiàn)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，進步供電的可靠性。以及在發(fā)生故障時能減少控制回路的停電范圍并進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(jiān)控功能。
為了實現(xiàn)斷路器在微機自動化中的監(jiān)控，需要對斷路器的模擬量和開關(guān)量進行采集。其中，模擬量的采集主要通過電量變送器實現(xiàn)。為簡化設(shè)備，我們將常測儀表、計算機監(jiān)控裝置共用變送器來進行二次線路改造。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)上進行，且要符合實際情況。做到以最少的改動滿足微機監(jiān)控系統(tǒng)的最大要求。

三、常規(guī)戶外真空斷路器在微機監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用存在的題目

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。儲能電機一般都為交直流電機故不需要更換。
2.行程開關(guān)CK的接點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，它的接點不夠用，另外加裝這種行程開關(guān)是不現(xiàn)實的，其次，需要用重動繼電器來擴充觸點。
3.利用重動繼電器的的重要性在于：重動繼電器除提供觸點外，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)的強電磁干擾侵進到監(jiān)控系統(tǒng)。重動繼電器應(yīng)選用快速中間繼電器，并且要做到監(jiān)控、位置指示信號、遠信共用。

四、常規(guī)戶外真空斷路器在微機監(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行如下改造：

2、改造說明：
(1).圖三中，將原行程開關(guān)接點用中間繼電器KM接點代替，實現(xiàn)儲能電路與合閘電路的電氣聯(lián)鎖，保證只有在儲滿能的條件下，才可進行合閘操縱。
(2).圖四中，增加了重動中間繼電器KM。它們的作用是，一、擴充斷路器的機構(gòu)接點，二、保證儲能過程連續(xù)進行，避免儲能電機在重負荷下啟動，三、給微機測控系統(tǒng)提供接點，并實現(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連接的過流脫扣回路，而直接串進微機保護裝置回路，使斷路器在微機裝置回路中實現(xiàn)各種保護動作。另一組套管CT同時引進微機測控裝置，實現(xiàn)微機遠測功能。在微機裝置中引進斷路器輔助觸點和中間繼電器接點實現(xiàn)斷路器的遠信監(jiān)視。
(5).通過控制屏上的微機裝置出口，與后臺機連接，實現(xiàn)一次設(shè)備的“四遠”功能。為未來綜合自動化變電所的遠動奠定了基礎(chǔ)。

五、實際改造中應(yīng)注重的幾個題目：

1、控制直流電源應(yīng)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的空氣開關(guān)分別供給，空氣開關(guān)的輔助接點作為遠信的開關(guān)量采集，以實現(xiàn)操縱電源和儲能電源的微機監(jiān)控。
2、由于CT23-D型的彈簧操縱機構(gòu)的空間余度很小，只能將體積很小的電容器加裝在機構(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)出線采用獨立CT進行丈量和保護接線時，必須將開關(guān)機構(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、信號電源的各自獨立，而且信號電源通過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(jiān)控系統(tǒng)的正常工作，又能由微機監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的告警。