常規戶外真空斷路器的分析論文
常規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，通過一定的技術改造，以滿足綜合自動化系統的管理要求
關鍵詞：常規戶外真空斷路器自動化改造應用
近年來，隨著農網建設的不斷擴大和深入，農村配網的運行方式也在發生著根本性的變革。一方面，各類用戶對電壓質量和供電可靠性提出了新的要求，另一方面，農網35kV變電站實行綜合自動化及無人值班已成為縣級電網自動化發展的方向。在這樣大規模的建設和發展過程中，為了合理安排建設投資，合理利用現有資源，許多運行中的變電所僅以增容、擴建和改造為前提進行相關的技術改造，大量的設備并沒有必要立即淘汰和作廢。尤以10KV出線開關為主，許多老式變電所在最大限度的發揮其原有設備的性能外，只需經過相應的附件更換、加裝和回路改造，就能完全滿足微機系統自動化運行的管理要求。
我寧夏固原地區和陜西省接壤，許多變電所大量應用了陜西寶光集團有限公司寶雞真空開關廠生產的ZW8-12型斷路器系列產品。這種真空斷路器一度代替原來的注油斷路器，實現了斷路器的無油化管理，在農村變電所中發揮了重要的作用。目前隨著變電所綜合自動化水平的不斷提高，這種開關的`機構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化改造。但為了節省大量的投資。對該斷路器進行必要的技術改造后是能夠完全滿足這些要求的。
一、zw8-12型斷路器操作機構的工作原理
1.操作機構的基本配置
固原地區絕大部分農村35KV變電所中都選用了這種開關為CT23-D型的彈簧操作機構。這些操作機構的跳合閘線圈根據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。儲能行程開關都為為單輪旋轉式行程開關，共安裝了兩只。行程開關的接點如圖一所示。
2.操作機構工作原理簡要說明
該原理圖普遍按分合操作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儲能回路的信號指示。如圖二所示。
二、利用微機自動化實現開關監控的目的和要求
1.控制回路用直流方式進行供電和操作，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作為全所的不間斷電源供電已經不能滿足要求。這就需要增加直流屏來實現。為了最大限度的利用直流屏增加供電可靠性，以及實現微機裝置的操作要求。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立，避免干擾，提高供電的可靠性。以及在發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控功能。
為了實現斷路器在微機自動化中的監控，需要對斷路器的模擬量和開關量進行采集。其中，模擬量的采集主要通過電量變送器實現。為簡化設備，我們將常測儀表、計算機監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.改造過程在原常規控制回路的基礎上進行，且要符合實際情況。做到以最少的改動滿足微機監控系統的最大要求。
三、常規戶外真空斷路器在微機監控系統中應用存在的問題
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為單輪旋轉式行程開關，本斷路器共安裝了兩只。但在目前的應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是不現實的，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。監控系統的信息采集回路不直接引到高壓開關，防止高壓開關的強電磁干擾侵入到監控系統。重動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、遙信共用。
四、常規戶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行如下改造：
2、改造說明：
(1)圖三中，將原行程開關接點用中間繼電器KM接點代替，實現儲能電路與合閘電路的電氣聯鎖，保證只有在儲滿能的條件下，才可進行合閘操作。
(2)圖四中，增加了重動中間繼電器KM。它們的作用是，一、擴充斷路器的機構接點，二、保證儲能過程連續進行，避免儲能電機在重負荷下啟動，三、給微機測控系統提供接點，并實現了電氣隔離。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。
(4)圖五中，拆除原套管CT連接的過流脫扣回路，而直接串入微機保護裝置回路，使斷路器在微機裝置回路中實現各種保護動作。另一組套管CT同時引入微機測控裝置，實現微機遙測功能。在微機裝置中引入斷路器輔助觸點和中間繼電器接點實現斷路器的遙信監視。
(5)通過控制屏上的微機裝置出口，與后臺機連接，實現一次設備的“四遙”功能。為未來綜合自動化變電所的遠動奠定了基礎。
五、實際改造中應注意的幾個問題：
1、控制直流電源應盡量將操作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分別供給，空氣開關的輔助接點作為遙信的開關量采集，以實現操作電源和儲能電源的微機監控。
2、由于CT23-D型的彈簧操作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、當出線采用獨立CT進行測量和保護接線時，必須將開關機構箱內的所有套管CT二次側短接并接地。
4、在改造過程中，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UPS不間斷電源裝置供給。這樣在直流電源失電的狀態下，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出相應的告警。
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