戶外真空斷路器在自動(dòng)化改造中的應(yīng)用

　　在變電所大規(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。如10 kV出線斷路器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。

　　1 ZW8-12型斷路器操作機(jī)構(gòu)的工作原理

　　操作機(jī)構(gòu)的基本配置。固原地區(qū)絕大部分農(nóng)村35 kV變電所中都選用ZW8-12型斷路器，配置了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（如AC/DC 220 V或AC 220 V）。儲能電機(jī)都選用了交直流兩用，即AC/DC 220 V。儲能行程開關(guān)都為單輪旋轉(zhuǎn)式2只行程開關(guān)。

　　操作機(jī)構(gòu)的工作原理。操作機(jī)構(gòu)按分、合操作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)可以用來實(shí)現(xiàn)儲能回路的信號指示。如圖1所示。

　　2 利用微機(jī)自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)斷路器監(jiān)控的目的和要求

　　控制回路用直流方式進(jìn)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(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。

　　增加信息采集回路，完善微機(jī)對斷路器的監(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，可將常測儀表、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。

　　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。

　　3 存在的問題

　　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(jī)一般都為交直流電機(jī)故不需要更換。

　　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2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，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)。

　　利用重動(dòng)繼電器的重要性，在于重動(dòng)繼電器除提供觸點(diǎn)外，還要起到電氣隔離的作用。監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集回路不直接引到高壓斷路器，防止強(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、遙信共用。

[$page]　　4 戶外真空斷路器在微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的改造

　　基于以上的目的和要求，該斷路器的二次控制回路必須進(jìn)行以下改造，如圖2~4所示。

　　在圖2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(jìn)行合閘操作。

　　在圖3中增加了重動(dòng)中間繼電器KM。它們的作用是擴(kuò)充斷路器的機(jī)構(gòu)接點(diǎn)，保證儲能過程連續(xù)進(jìn)行，避免儲能電機(jī)在重負(fù)荷下啟動(dòng)，給微機(jī)測控系統(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。

　　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)，建議選用2 mF 400 V油浸電容器。

　　在圖4中，拆除原套管TA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TA同時(shí)引入微機(jī)測控裝置，實(shí)現(xiàn)微機(jī)遙測功能。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。

　　通過控制屏上的微機(jī)裝置出口，與后臺機(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)。

　　5 實(shí)際改造中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

　　控制直流電源應(yīng)盡量將操作電源和儲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)操作電源和儲能電源的微機(jī)監(jiān)控。

　　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。

　　當(dāng)出線采用獨(dú)立TA進(jìn)行測量和保護(hù)接線時(shí)，必須將開關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的所有套管TA二次側(cè)短接并接地。

　　在改造過程中，應(yīng)盡量做到直流電源