李智，司紅玲，李曉濤，張興永，李亞洲

（淄博供電公司，山東淄博255300）

低壓斷路器自動合閘裝置的研究與應(yīng)用

李智，司紅玲，李曉濤，張興永，李亞洲

（淄博供電公司，山東淄博255300）

現(xiàn)有配電網(wǎng)低壓斷路器失壓后會自動脫扣，但不具備自動重合閘功能，容易造成延遲送電。為解決該問題，研發(fā)了一種低壓斷路器失壓自投裝置。該裝置基于時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)，變壓器低壓出線作為繼電器工作電源，利用時(shí)間繼電器的延時(shí)滑動觸點(diǎn)，在電源側(cè)來電后經(jīng)一定延時(shí)接通合閘回路，實(shí)現(xiàn)低壓斷路器的自動合閘。介紹了失壓自投裝置的接線原理和控制策略實(shí)現(xiàn)過程?，F(xiàn)場測試結(jié)果驗(yàn)證了該裝置的正確性與實(shí)用性。

低壓斷路器；自動重合閘；延時(shí)；時(shí)間繼電器

0 引言

為了保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止恢復(fù)供電時(shí)負(fù)荷電流對電氣設(shè)備產(chǎn)生沖擊［1］，配電變壓器投入時(shí)都要求將其所帶的負(fù)荷斷開。因此低壓斷路器都具有電源失電脫扣功能，即在配電變壓器因檢修或供電線路故障停電時(shí)，低壓母線失壓，臺區(qū)低壓斷路器自動斷開。變壓器重新投運(yùn)后，因低壓斷路器一般不具備自動重合功能，需要運(yùn)行人員到現(xiàn)場手動合閘，恢復(fù)對用戶供電。受臺區(qū)低壓斷路器安裝位置、交通及天氣情況影響，到現(xiàn)場手動合閘耗時(shí)較長，平均用時(shí)33 min，停電時(shí)間較長，嚴(yán)重影響供電可靠性。

為了解決上述問題，研發(fā)了一種基于時(shí)間繼電器的低壓斷路器失壓自投裝置。變壓器低壓出線作為繼電器的工作電源，變壓器投運(yùn)后，時(shí)間繼電器線圈帶電，經(jīng)一定延時(shí)后繼電器的滑動觸點(diǎn)短時(shí)接通合閘回路，使低壓斷路器自動合閘。延時(shí)合閘可以躲過變壓器勵(lì)磁涌流，保證設(shè)備安全。通過適當(dāng)?shù)目刂撇呗裕ＷC低壓斷路器過流和手動跳閘后不會自動重合閘。

1 設(shè)計(jì)要求和方案

根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行規(guī)程要求，對低壓斷路器失壓自投裝置提出了具體設(shè)計(jì)要求。

1）當(dāng)配電變壓器高壓側(cè)因檢修或故障停電時(shí)，變壓器失壓，低壓斷路器失壓脫扣跳閘［2］；當(dāng)變壓器重新投運(yùn)后，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間低壓斷路器自動合閘。

2）當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲飨掠尉€路設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，斷路器可靠跳閘，斷路器不會自動合閘。

3）當(dāng)手動分開低壓斷路器時(shí)，斷路器不會自動合閘。

針對設(shè)計(jì)要求，提出了可靠的解決方案。以時(shí)間繼電器為控制核心，利用時(shí)間繼電器延時(shí)動作特性與滑動觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)低壓斷路器失壓自投。所選用時(shí)間繼電器型號為DS-28型。

DS-28型低壓斷路器失壓自投裝置所用時(shí)間繼電器系一電磁鐵帶動一鐘表延時(shí)機(jī)構(gòu)，電磁線圈自變壓器低壓出線取電，為長期通電型時(shí)間繼電器提供電源。繼電器內(nèi)有一組延時(shí)滑動觸點(diǎn)以及一組延時(shí)主觸點(diǎn)（終止觸點(diǎn)）。低壓斷路器失壓自投裝置的時(shí)間繼電器內(nèi)部接線如圖1所示，為防止線圈長期通電造成燒毀，特選熱熔電阻作為外附電阻。在設(shè)計(jì)方案中，選用1號、13號接點(diǎn)為時(shí)間繼電器的觸發(fā)信號，接入電源回路，5號與6號、16號與17號分別為延時(shí)滑動觸點(diǎn)與瞬時(shí)常閉觸點(diǎn)。圖2為時(shí)間繼電器型低壓斷路器失壓自投裝置接線圖。

圖1 時(shí)間繼電器內(nèi)部接線

圖2 低壓斷路器失壓自投裝置接線

2 失壓自投裝置控制策略

2.1 變壓器失壓

當(dāng)變壓器失壓時(shí)，低壓斷路器脫扣，因低壓母線不帶電，時(shí)間繼電器處于原始狀態(tài)，延時(shí)滑動觸點(diǎn)與延時(shí)主觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，瞬時(shí)觸點(diǎn)的常閉觸點(diǎn)閉合。當(dāng)線路恢復(fù)送電，變壓器低壓出線帶電，向時(shí)間繼電器供電后，瞬時(shí)常閉觸點(diǎn)斷開，分壓電阻串入線圈回路，電磁鐵通電吸合并保持長期吸合狀態(tài)。鐘表機(jī)構(gòu)開始轉(zhuǎn)動，延時(shí)動觸點(diǎn)向閉合方移動，經(jīng)過設(shè)定時(shí)間后，延時(shí)滑動觸點(diǎn)短時(shí)接通后斷開，（即模擬人工合閘按鈕按下，接通后再斷開），防止出現(xiàn)合閘回路一直接通導(dǎo)致手動分閘功能不能實(shí)現(xiàn)［3］；低壓開關(guān)故障跳閘被合閘到故障點(diǎn)上等情況。通常配電變壓器容量一般都在2 000 kVA以下，變壓器勵(lì)磁涌流持續(xù)時(shí)間為6～10 s［4］，為避免變壓器勵(lì)磁涌流沖擊，安裝時(shí)通過時(shí)間繼電器面板上的時(shí)間調(diào)節(jié)旋鈕將延時(shí)時(shí)間設(shè)為10～15 s。合閘回路接線圖如圖3所示。

圖3 低壓斷路器自動合閘裝置控制回路接線

終止觸點(diǎn)后于滑動觸點(diǎn)閉合終止于止檔限止機(jī)構(gòu)，只要變壓器低壓出線帶電，繼電器將可停留此狀態(tài)下。當(dāng)變壓器低壓出線處失壓時(shí)，即電磁線圈斷電，各觸點(diǎn)瞬時(shí)復(fù)歸至原來狀態(tài)。

2.2 低壓斷路器跳閘

當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲飨掠尉€路及設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，斷路器過流跳閘。因變壓器低壓出線處依然帶電，繼電器各觸點(diǎn)位置不變，保證低壓斷路器不會自動合閘。

2.3 手動分閘

當(dāng)手動分開低壓斷路器時(shí)，變壓器低壓出線處依然帶電，繼電器各觸點(diǎn)位置不變，合閘回路不受時(shí)間繼電器影響，斷路器不合閘。

3 裝置功能檢測

時(shí)間繼電器型低壓斷路器失壓自投裝置組裝完成后，對該裝置進(jìn)行了全面的功能測試。測試成功后，制定了標(biāo)準(zhǔn)化安裝流程與圖紙，配有詳細(xì)的安全措施與技術(shù)措施，2013年6月，在淄博龍鳳苑、龍?zhí)┰?、凱瑞景園等10個(gè)小區(qū)進(jìn)行了安裝。經(jīng)過半年運(yùn)行，正常檢修停電以及事故停電中，該裝置均能正確可靠動作，一次平均送電時(shí)間由安裝前的33 min下降到現(xiàn)在的10~15 s。現(xiàn)場測試結(jié)果表明，基于時(shí)間繼電器的低壓斷路器失壓自投裝置符合設(shè)計(jì)要求。截至2014年1月底，已在淄博張店城區(qū)164處公配臺區(qū)安裝了該裝置。

4 結(jié)語

基于時(shí)間繼電器的低壓斷路器失壓自投裝置利用時(shí)間繼電器的延時(shí)滑動觸點(diǎn)，解決了低壓斷路器安裝失壓脫扣線圈帶來的一系列問題［5］，使低壓斷路器具備失壓自投的功能，在線路正常停送電情況下動作可靠，在非正常停送電情況下不動作。該裝置原理簡單、接線方便且成本低?，F(xiàn)場測試結(jié)果表明，該裝置可安全可靠地實(shí)現(xiàn)低壓斷路器失電脫扣后的自動重合功能，可將低壓斷路器合閘所需時(shí)間由原來的33 min縮短至10~15 s，從而顯著提高電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和供電可靠性，具有較高的現(xiàn)場實(shí)用價(jià)值。

［1］陳忠.降低勵(lì)磁涌流不良影響的措施［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（23）：171-172.

［2］屈仕亮.總線型低壓開關(guān)柜如何選擇斷路器及相關(guān)元器件［J］.電氣技術(shù)，2010（5）：16-17.

［3］孫亞輝，謝春雷，黃東方.西門子高壓斷路器時(shí)間繼電器的分析與應(yīng)用［J］.電工技術(shù)，2012（12）：7-9.

［4］許超英，李海鋒，趙建倉.電力變壓器勵(lì)磁涌流和故障電流仿真研究［J］.繼電器，2002，30（6）：29-30.

［5］馬宇輝.取消低壓斷路器失壓脫扣功能的危害及對策［J］.繼電器，2007，35（18）：12-13.

Research and Application of Automatic Reclosing Equipment for Low-voltage Breaker

Low-voltage breaker in distribution network will be tripped automatically after loss of voltage，but the low-voltage breaker does not have the function of automatic reclosing，likely to cause restore power delays.In order to solve this problem，a kind of automatic reclosing device for low-voltage breaker was developed.This device is realized based on time relay，using low-voltage outlet of distribution transformer as the power supply for time relay.When distribution transformer recovery，the closing circuit of low-voltage breaker is turned on after a certain delay by using the time relay’s delay sliding contact.Then the automatic reclosing function of low-voltage breaker is realized.Wiring schematic and control strategy implementation process of the reclosing device are presented.Results of field experiment demonstrated the accuracy and feasibility of this device.

low-voltage breaker；automatic reclosing；delay；time relay

TM561

：B

：1007－9904（2014）04－0053－02

2014-04-23

李智（1973—），男，工程師，從事電網(wǎng)有序用電管理，電力市場拓展等工作；

司紅玲（1969—），女，工程師，從事電力市場分析研究，大客戶營銷服務(wù)等工作；

李曉濤（1969—），男，工程師，從事配電技術(shù)工作；

張興永（1985—），男，助理工程師，從事配電運(yùn)維檢修管理工作；

李亞洲（1986—），男，助理工程師，從事配電運(yùn)維檢修技術(shù)工作。