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對控制SF6斷路器合分時(shí)間的分析的論文
摘要：為了避免斷路器在合分操作過程中，出現(xiàn)合閘不到底就分閘的現(xiàn)象，導(dǎo)致合分時(shí)間過短，可以在斷路器給出合閘信號后，通過一些方法延遲一定時(shí)間，再給出分閘信號，保證斷路器在合閘到底后才進(jìn)行分閘操作。這個(gè)要求可以在主控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)，也可以通過二次回路實(shí)現(xiàn)。本研究分析了斷路器二次線路中的部分回路，找到如何實(shí)現(xiàn)延遲給出分閘信號的方法。
關(guān)鍵詞：合分時(shí)間：延時(shí)繼電器：輔助開關(guān)：瞬動(dòng)輔助觸點(diǎn)
中圖分類號：TM561.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-8646( 2014 )02-0262-01
氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備簡稱GIS，它是由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等元件組成，是國家電網(wǎng)中的電力樞紐。隨著我國電力工業(yè)的高速發(fā)展、輸電網(wǎng)電壓級別的提高，高壓開關(guān)產(chǎn)品的電壓等級不斷增長，對GIS產(chǎn)品的需求量也隨之增加。斷路器作為GIS產(chǎn)品的主要功能元件，其穩(wěn)定性對GIS產(chǎn)品乃至整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定具有較大作用，因此如何提高斷路器的穩(wěn)定性，滿足國家、國際標(biāo)準(zhǔn)對斷路器的各項(xiàng)規(guī)定，并最終實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，成為各個(gè)高壓開關(guān)公司現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)。本公司自主研發(fā)的HDB-8型800KV斷路器，用以替代進(jìn)口斷路器，目前已通過各項(xiàng)型式試驗(yàn)，現(xiàn)已投入生產(chǎn)，本研究主要針對斷路器的合分時(shí)間進(jìn)行分析。
1 測量合分時(shí)間的必要性
合分時(shí)間又稱為金短時(shí)間，是合閘操作中第一極觸頭接觸時(shí)刻，到隨后的分閘操作中所有極弧觸頭都分離時(shí)刻的時(shí)間間隔，是斷路器設(shè)備的一個(gè)重要參數(shù)。
合分時(shí)間過長，則在斷路器重合閘時(shí)，由于斷路器不能及時(shí)快速切斷故障電流，而導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定破壞事故。合分時(shí)間過短，則在斷路器重合閘時(shí)，特別是在切斷永久短路故障情況下，會因滅弧室的絕緣強(qiáng)度和滅弧能力沒有足夠恢復(fù)，出現(xiàn)斷路器不能切斷故障電流，或出現(xiàn)重燃或重?fù)舸�，�?dǎo)致嚴(yán)重的電網(wǎng)事故。因此，斷路器設(shè)備在投入運(yùn)行之前或檢修維護(hù)時(shí)，均需要測量斷路器的合分時(shí)間是否滿足產(chǎn)品的要求，避免出現(xiàn)故障造成損失。
2 控制合分時(shí)間的基本原理
適當(dāng)?shù)暮戏謺r(shí)間可以保證斷路器設(shè)備在可靠合閘的前提下才進(jìn)行分閘操作。合分時(shí)間可以通過合閘、分閘控制信號進(jìn)行調(diào)整，也就是在主控制回路中，控制合閘、分閘輸出信號的先后順序，以達(dá)到保證斷路器先合閘到底的目的。也可以通過在二次回路中增加延時(shí)繼電器的方法來實(shí)現(xiàn)在同時(shí)給出合分信號的情況下，經(jīng)過輔助開關(guān)與延時(shí)繼電器的作用，使斷路器的合分時(shí)間滿足要求。以下介紹的是在二次回路中增加延時(shí)繼電器，實(shí)現(xiàn)控制合分時(shí)間的方法。
在斷路器的二次回路中，合閘回路保持不變，在分閘回路中增加一個(gè)延時(shí)繼電器(AB×2)，在輔助開關(guān)上增加一對特殊的瞬動(dòng)輔助觸點(diǎn)(80和89)，該輔助觸點(diǎn)在合閘位置或分閘位置時(shí)為斷開狀態(tài)，在輔助開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中閉合，斷路器處于分閘位置時(shí)，同時(shí)給出合閘信號和分閘信號，斷路器合閘線圈接受信號開始合閘。在合閘過程中，瞬動(dòng)輔助觸點(diǎn)(80和89)接觸，延時(shí)繼電器( ABX2)受電，常閉觸點(diǎn)(51和52)斷開。在瞬動(dòng)輔助觸點(diǎn)斷開后，分閘回路的輔助開關(guān)觸點(diǎn)接觸，但此時(shí)延時(shí)繼電器的觸點(diǎn)仍然處于斷開狀態(tài)，分閘信號無法通過。直到延時(shí)繼電器觸點(diǎn)閉合后，分閘線圈接受信號，斷路器才能進(jìn)行分閘操作。通過這種方法來實(shí)現(xiàn)對斷路器合分時(shí)間的控制，對于延時(shí)繼電器和輔助開關(guān)瞬動(dòng)觸點(diǎn)的選擇和匹配要求很高。并且，在選擇相同的延時(shí)繼電器前提下，輔助開關(guān)的瞬動(dòng)輔助觸點(diǎn)角度越大，斷路器的合分時(shí)間越長。
3 功能實(shí)現(xiàn)與元件的選擇
在規(guī)定的操作電壓、油壓、六氟化硫氣體額定壓力下，測量HDB-8型800KV斷路器的額定時(shí)間參數(shù),表1HDB-8型800KV斷路器的主要額定時(shí)間參數(shù)
項(xiàng)目 規(guī)定值
額定開斷時(shí)間 40 ms
分閘時(shí)間 17ms ~ 24ms
合閘時(shí)間 55 ms ~ 80ms
分一合時(shí)間 0.3s
合一分時(shí)間 40ms ~ 50ms
合閘電阻提前接入時(shí)間 8ms ~11 ms
在HDB-8型8∞KV斷路器的試驗(yàn)過程中，如果不對分閘回路做出調(diào)整，在合分信號同時(shí)給出的情況下，其合分時(shí)間約為29ms。若要將合分時(shí)間調(diào)整到40ms~50ms的規(guī)定范圍內(nèi)，可以使用上述控制原理來實(shí)現(xiàn)。
選擇不同的延時(shí)繼電器和輔助開關(guān)瞬動(dòng)觸點(diǎn)角度，其合分時(shí)間可以達(dá)到不同的要求。以天水繼電器和東牧快速繼電器為例，在輔助開關(guān)瞬動(dòng)觸點(diǎn)角度分別為550、650、750的情況下，使用天水繼電器時(shí)，斷路器的合分時(shí)間分別是69.6ms、75.8ms、81 ms：使用東牧快速繼電器時(shí)，斷路器的合分時(shí)間分別是41.3 ms、44. 6ms、49.8ms。根據(jù)試驗(yàn)要求，選用東牧快速繼電器配合輔助開關(guān)650的瞬動(dòng)輔助觸點(diǎn)，可以保證合分時(shí)間滿足40ms—50ms的要求。
4 結(jié)語
通過HDB-8型800KV斷路器試驗(yàn)的設(shè)計(jì)回路可以看出，根據(jù)不同產(chǎn)品的要求，選擇不同的繼電器和輔助開關(guān)進(jìn)行配合，可以保證斷路器的合分時(shí)間符合產(chǎn)品的要求，確保斷路器在合閘到底的狀態(tài)下再進(jìn)行分閘操作，提高了斷路器的穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn)：
[1]徐國政，高壓斷路器原理及應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000
[2]黎斌SF6高壓電氣設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.
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