摘要：配電變壓器低壓側(cè)裝有欠壓脫扣器，當(dāng)出現(xiàn)欠壓時(shí)可瞬間或經(jīng)過延時(shí)后使低壓斷路器跳閘，保護(hù)用電設(shè)備。延時(shí)整定不合理往往會(huì)造成不必要的停電。文章創(chuàng)新性地從躲過電網(wǎng)正常電壓波動(dòng)（重合閘）方面考慮，提出一種新的欠壓脫扣器延時(shí)整定方法，并計(jì)算出了深圳地區(qū)欠壓脫扣器的合理延時(shí)時(shí)間。

關(guān)鍵詞：欠壓脫扣器；延時(shí)時(shí)間；整定；電壓波動(dòng)；重合閘時(shí)間；配電變壓器 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM762 文章編號(hào)：1009-2374（2017）06-0012-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.006

外部電壓在額定電壓的35%～70%時(shí)，變壓器低壓側(cè)欠壓脫扣裝置將動(dòng)作、跳開低壓斷路器。造成欠壓的原因主要分為斷電失壓、電網(wǎng)低電壓和電壓波動(dòng)三種。斷電失壓和電網(wǎng)低電壓時(shí)要求欠壓脫扣器都必須可靠動(dòng)作，而電網(wǎng)正常電壓波動(dòng)時(shí)欠壓脫扣器應(yīng)可靠不動(dòng)作，因此欠壓脫扣器動(dòng)作延時(shí)時(shí)間既要滿足保護(hù)用電設(shè)備的要求，又要躲過電網(wǎng)電壓正常波動(dòng)的時(shí)間。本文根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出了基于躲過重合閘時(shí)間的欠壓脫扣延時(shí)整定方法。

1 欠壓脫扣器原理及功能

欠壓脫扣器一般工作原理為：當(dāng)線路電壓正常（85%～110%額定電壓）時(shí)，欠壓脫扣器的銜鐵被其鐵芯吸住，斷路器處于運(yùn)行（閉合）狀態(tài)，當(dāng)線路電壓降低到70%額定電壓以下時(shí)，其銜鐵脫扣器的鐵芯電磁力減小，直至不能吸住銜鐵、銜鐵脫開并帶動(dòng)拉桿撞擊斷路器的脫扣桿，使斷路器跳閘。

電網(wǎng)失壓后，若用戶側(cè)低壓斷路器無欠壓脫扣功能，在線路故障跳閘、限電、檢修等情況下低壓斷路器將保持閉合。如果電網(wǎng)恢復(fù)供電，一方面，由于操作過電壓和沖擊等原因，會(huì)造成瞬間的過電壓，對用戶設(shè)備造成嚴(yán)重威脅甚至損壞；另一方面，由于所有線路的低壓斷路器都保持閉合，所有用戶設(shè)備將同時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)電流很大，引起線路瞬時(shí)過載，對電網(wǎng)安全運(yùn)行極為不利。

安全方面，運(yùn)行電壓過低（降到70%額定電壓以下）時(shí)，如果低壓斷路器不跳閘，將可能導(dǎo)致電網(wǎng)無功功率缺額增大與電壓進(jìn)一步下降的惡性循環(huán)，嚴(yán)重的最終可能導(dǎo)致配電網(wǎng)系統(tǒng)崩潰，從而造成大面積停電事故。

對電動(dòng)機(jī)，由于其最大轉(zhuǎn)矩與運(yùn)行電壓的平方成正比，因此它的最大轉(zhuǎn)矩將隨著電網(wǎng)電壓的下降而急劇下降。當(dāng)最大轉(zhuǎn)矩下降到臨界轉(zhuǎn)矩時(shí)，電壓再稍有下降，電動(dòng)機(jī)就會(huì)發(fā)生疲倒、堵轉(zhuǎn)，致使其工作電流急劇上升并達(dá)到數(shù)倍額定電流，最終可能因電流過大而燒毀繞組、引起短路。

2 欠壓脫扣器分類

2.1 瞬時(shí)型欠壓脫扣器

當(dāng)電壓為額定電壓的35%～70%時(shí)，瞬時(shí)型欠壓脫扣器立即動(dòng)作跳開低壓側(cè)主斷路器，最大限度減少設(shè)備低電壓工作時(shí)間。但是當(dāng)電網(wǎng)電壓正常波動(dòng)時(shí)，由于欠壓持續(xù)時(shí)間比較短，電壓波動(dòng)之后會(huì)很快恢復(fù)正常，對用戶設(shè)備的影響較小，但是瞬時(shí)型欠壓脫扣器也會(huì)立即動(dòng)作，導(dǎo)致用戶側(cè)感知頻繁停電，加之低壓側(cè)斷路器一般沒有自動(dòng)重合閘功能，因而對電網(wǎng)和用戶供電的影響

較大。

2.2 延時(shí)型欠壓脫扣器

當(dāng)電壓為額定電壓的35%～70%時(shí)，延時(shí)型脫扣器并不立即動(dòng)作，而是經(jīng)過0～5s（可整定）的延時(shí)之后才跳開低壓側(cè)主斷路器。延時(shí)型欠壓脫扣器可有效避開電網(wǎng)電壓瞬間波動(dòng)引起的頻繁動(dòng)作，只有當(dāng)斷電或持續(xù)低電壓時(shí)欠壓脫扣器才動(dòng)作跳開低壓側(cè)主斷路器，動(dòng)作次數(shù)大幅度降低。

3 延時(shí)整定原則

欠壓脫扣器的延時(shí)時(shí)間是為了躲過因雷擊、大風(fēng)、絕緣污閃、樹枝樹葉碰觸等瞬時(shí)故障引起的電壓波動(dòng)。欠壓脫扣裝置延時(shí)設(shè)置不合理，往往會(huì)造成用戶的不必要損失。本文根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出了基于躲過瞬時(shí)故障時(shí)高壓斷路器重合閘時(shí)間的欠壓脫扣器延時(shí)整定方法?？紤]兩種情況：第一，須躲過變壓器所在線路發(fā)生故障并重合閘的欠壓時(shí)間；第二，須躲過和變壓器所在線路同一變電站母線的其他線路發(fā)生故障并重合閘的欠壓時(shí)間。變電站出線斷路器都配有繼電保護(hù)裝置，線路發(fā)生瞬時(shí)故障后，保護(hù)裝置經(jīng)過整定時(shí)間后發(fā)出跳閘命令、斷路器斷開，再經(jīng)過一定的延時(shí)后重合閘動(dòng)作，由于為瞬間故障，重合閘后故障消失、電壓恢復(fù)正常。欠壓持續(xù)時(shí)間比較短，電壓波動(dòng)之后會(huì)很快恢復(fù)正常，對用戶設(shè)備的影響較小，欠壓脫扣器不應(yīng)動(dòng)作。為了減少變壓器低壓側(cè)頻繁停電，欠壓脫扣器的延時(shí)時(shí)間必須大于上述欠壓持續(xù)時(shí)間。

4 延時(shí)時(shí)間計(jì)算

4.1 變壓器所在線路發(fā)生瞬時(shí)性故障

變壓器所在線路發(fā)生瞬時(shí)性故障后，假設(shè)電壓瞬間變?yōu)?，欠壓脫扣器開始計(jì)時(shí)，線路出線斷路器保護(hù)經(jīng)過T11的整定時(shí)間后發(fā)出跳閘命令，再經(jīng)斷路器固有分閘時(shí)間T12后斷路器分閘，之后經(jīng)過T13的整定時(shí)間后重合閘保護(hù)動(dòng)作，斷路器經(jīng)固有合閘時(shí)間T12（假設(shè)斷路器分合閘時(shí)間相同）后合上，由于瞬時(shí)性故障已消失，此時(shí)電壓恢復(fù)正常。從發(fā)生故障到斷路器完全合上期間，變壓器一直處于欠壓狀態(tài)，欠壓脫扣器將持續(xù)計(jì)時(shí)T1，為了躲過本次電壓波動(dòng)，欠壓脫扣器的延時(shí)整定時(shí)間須大于T1。動(dòng)作時(shí)序如圖2所示：

深圳電網(wǎng)10kV站內(nèi)斷路器保護(hù)類型及其整定時(shí)間如下：

為了求得最合理的延時(shí)時(shí)間，在計(jì)算T1時(shí)應(yīng)取三段式保護(hù)中整定時(shí)間最長的零序保護(hù)時(shí)間為依據(jù)，取T11=1s。重合閘時(shí)間T13=1s。

而按照相關(guān)規(guī)定，彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器分合閘時(shí)間須滿足T12≤0.06S，在此取T12=0.06s。

T1=T11+T12+T13+T12=2.12s

考慮到常見的SNW1型欠壓脫扣器的延時(shí)時(shí)間精度為±10%，則為了躲過變壓器所在線路發(fā)生的瞬時(shí)性故障，欠壓脫扣器延時(shí)整定時(shí)間須滿足T>1.1T1=2.332s。

4.2 同一母線上的其他線路發(fā)生瞬時(shí)性故障

假設(shè)變壓器所在線路為F01，和屬同一變電站站內(nèi)母線上的另一線路F02發(fā)生故障后，站內(nèi)母線電壓瞬間變?yōu)?，F(xiàn)01變壓器電壓也為0，經(jīng)過T11的整定時(shí)間后，F(xiàn)02出線斷路器保護(hù)發(fā)出跳閘命令，再經(jīng)過固有分閘時(shí)間T12后F02出線斷路器分開，故障點(diǎn)隔離、母線電壓及變壓器電壓恢復(fù)正常，欠壓脫扣器及時(shí)結(jié)束。之后經(jīng)過重合閘整定時(shí)間T13后F02保護(hù)動(dòng)作，最后經(jīng)過固有合閘時(shí)間T13后斷路器合閘、瞬時(shí)性故障消失，在此過程中F01變壓器電壓一直為正常電壓。F01變壓器低壓側(cè)欠壓脫扣器欠壓時(shí)間為（T11+T12）。動(dòng)作時(shí)序如圖3所示：

考慮到常見的SNW1型欠壓脫扣器的延時(shí)時(shí)間精度為±10%，為了躲過和變壓器所在線路同一母線上的其他線路發(fā)生故障時(shí)的電壓波動(dòng)，欠壓脫扣器延時(shí)整定時(shí)間T2>1.1（T11+T12）=1.166s。

綜合以上兩種情況，分析認(rèn)為欠壓脫扣器的延時(shí)整定時(shí)間T>MAX（T1，T2）=2.332s。該整定時(shí)間可躲過常見的電網(wǎng)正常電壓波動(dòng)，保障用戶設(shè)備持續(xù)不間斷運(yùn)行。

5 結(jié)語

從躲過電網(wǎng)正常電壓波動(dòng)（重合閘）方面考慮，提出了一種新的欠壓脫扣器延時(shí)整定方法，并計(jì)算出了深圳地區(qū)配電變壓器低壓側(cè)欠壓脫扣器的延時(shí)整定時(shí)間為大于2.332s。由于各個(gè)地區(qū)電網(wǎng)繼電保護(hù)整定時(shí)間不同，欠壓脫扣器的合理延時(shí)時(shí)間也不同，根據(jù)本文提供的思路，可簡單、方便地計(jì)算出相應(yīng)的時(shí)間，從而大大減少欠壓脫扣器的誤動(dòng)次數(shù)，提高供電可靠性。

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作者簡介：胡國軍（1973-），男，湖南長沙人，深圳供電局有限公司工程師，研究方向：配電網(wǎng)運(yùn)行、管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）