班玉峰

摘 要：高壓斷路器是電網(wǎng)系統(tǒng)中的主要設(shè)備，其穩(wěn)定性與可靠性直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。高壓斷路器除用于正常切換線路外，還用切斷故障電流。在切斷故障電流時(shí)需要繼電保護(hù)和斷路器的配合，而近期某一省電力公司反饋，平高生產(chǎn)的配CYT液壓機(jī)構(gòu)斷路器產(chǎn)品與繼電保護(hù)不匹配，進(jìn)行分、合閘操作時(shí)，保護(hù)發(fā)出控制回路斷線信號(hào)，影響整個(gè)電站的安全、可靠運(yùn)行。

本文主要對(duì)繼電保護(hù)發(fā)出斷線信號(hào)進(jìn)行研究并給出解決措施。

關(guān)鍵詞：斷路器；控制回路斷線；繼電保護(hù)；輔助開(kāi)關(guān)

1 控制回路斷線分析

正常情況下，在分閘（或合閘）位置時(shí)，斷路器的合閘回路（或分閘回路）處于導(dǎo)通狀態(tài)，為斷路器下一次動(dòng)作做好準(zhǔn)備。目前繼電保護(hù)對(duì)斷路器分、合閘控制回路進(jìn)行監(jiān)視，來(lái)顯示斷路器動(dòng)作的可靠性。分、合閘回路通斷的切換是通過(guò)輔助開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，斷路器分、合閘時(shí)活塞桿、信號(hào)缸帶動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)、切換。

輔助開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)分為常開(kāi)和常閉兩種觸點(diǎn)，兩種觸點(diǎn)可以根據(jù)轉(zhuǎn)換角度進(jìn)行切換。為防止控制回路短路、分合閘過(guò)程中發(fā)生非全相，輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)觸點(diǎn)切換的順序是常閉觸點(diǎn)先斷開(kāi)、常開(kāi)觸點(diǎn)后閉合。如圖1所示：輔助開(kāi)關(guān)的切換角度是90°，接觸角度是10°。輔助開(kāi)關(guān)從初始位置轉(zhuǎn)動(dòng)10°后，常閉觸點(diǎn)變常開(kāi)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)80°后常開(kāi)觸點(diǎn)變常閉，輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中存在一段70°的行程，在這一行程中2對(duì)輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)同時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)，而觸點(diǎn)同時(shí)斷開(kāi)的時(shí)間與輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)速度有關(guān)。

兩對(duì)輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)被接到回路中，斷路器分、合閘過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)分、合閘回路同時(shí)斷線的現(xiàn)象。如上所述，控制回路同時(shí)斷線的時(shí)間與輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)接觸行程及轉(zhuǎn)換速度有關(guān)。如果繼電保護(hù)的靈敏度可以監(jiān)測(cè)到斷線信號(hào)，就會(huì)發(fā)出控制回路斷線報(bào)警信號(hào)。

2 斷線時(shí)間研究

上文已經(jīng)分析影響控制回路斷線的時(shí)間有兩個(gè)因素，一是觸點(diǎn)接觸角度，二是輔助開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的接觸行程越長(zhǎng)，斷線的行程越短。受輔助開(kāi)關(guān)尺寸、觸點(diǎn)爬距以及觸點(diǎn)開(kāi)斷電流的影響，在轉(zhuǎn)換角度已定的情況下 ，觸頭的接觸行程不能設(shè)計(jì)的太長(zhǎng)。經(jīng)開(kāi)斷試驗(yàn)和絕緣試驗(yàn)驗(yàn)證，轉(zhuǎn)換角度為90°的輔助開(kāi)關(guān)觸頭斷線角度不能小于60°，否則輔助開(kāi)關(guān)切斷電流時(shí)將出現(xiàn)拉弧現(xiàn)象。平高配CYT液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器，控制回路串接信號(hào)缸上的輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)，通過(guò)輔助開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換速度來(lái)調(diào)節(jié)斷路器的合分時(shí)間。因此，信號(hào)缸上的輔助開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)速度不僅影響控制回路斷線時(shí)間，也影響斷路器的合分時(shí)間?？刂苹芈份o助開(kāi)關(guān)的切換速度，對(duì)機(jī)構(gòu)分、合閘時(shí)間沒(méi)有影響，只影響斷路器的合分時(shí)間。以平高CYT液壓機(jī)構(gòu)斷路器為例，在合分時(shí)間上下限（50ms-60ms）測(cè)量F6系列輔助開(kāi)關(guān)控制回路斷線時(shí)間如下：

合分時(shí)間51ms時(shí)，單分、單合測(cè)量數(shù)據(jù)如表1

合分時(shí)間為59ms時(shí)，單分、單合測(cè)量數(shù)據(jù)如表2：

從以上數(shù)據(jù)分析，三次測(cè)量的斷線時(shí)間數(shù)值變化不大，合分時(shí)間的變化對(duì)控制回路斷線時(shí)間影響較小，由于合閘速度慢、時(shí)間長(zhǎng)，合閘斷線時(shí)間比分閘斷線時(shí)間長(zhǎng)。

為研究不同機(jī)構(gòu)控制回路斷線的時(shí)間，對(duì)ABB公司生產(chǎn)的HMB-4.3型碟簧機(jī)構(gòu)的斷線時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，在合分時(shí)間上下限測(cè)量數(shù)據(jù)如下：

合分時(shí)間下限41ms時(shí)，單分、單合測(cè)量數(shù)據(jù)如表3

合分時(shí)間上限49ms時(shí)，單分、單合測(cè)量數(shù)據(jù)如表4：

從表3、表4中的數(shù)據(jù)可看出， HMB-4.3型碟簧機(jī)構(gòu)分、合閘過(guò)程中存在斷線現(xiàn)象，由于HMB-4.3機(jī)構(gòu)輔助開(kāi)關(guān)通過(guò)活塞桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)快、斷線時(shí)間短。

3 斷線時(shí)間與繼電保護(hù)匹配研究

控制回路斷線發(fā)生在分、合閘過(guò)程中，斷路器的分、合閘速度、時(shí)間及合分時(shí)間在開(kāi)發(fā)產(chǎn)品已經(jīng)確定。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，調(diào)整分、合閘速度對(duì)斷線時(shí)間影響不大。為了保證

斷路器的合分時(shí)間，輔助開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)換速度不易過(guò)快，否則會(huì)出現(xiàn)合閘過(guò)程動(dòng)觸頭未到位，輔助開(kāi)關(guān)切換、分閘回路導(dǎo)通，斷路器就出現(xiàn)分閘現(xiàn)象。

綜上所述，在斷路器分、合閘過(guò)程中出現(xiàn)控制回路斷線是客觀存在的，不能通過(guò)調(diào)整輔助開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)切換順序消除；在保證合分時(shí)間的前提下，通過(guò)調(diào)整斷路器的分、合閘速度，也不能有效縮斷線時(shí)間。

根據(jù)以上分析，在控制回路斷線不能消除，而斷線時(shí)間又不能有效縮短的情況下，需要繼電保護(hù)斷路器配合，調(diào)長(zhǎng)繼電保護(hù)分、合閘回路監(jiān)視的時(shí)間，使其覆蓋控制回路斷線時(shí)間。

4 控制回路斷線影響分析

控制回路斷線發(fā)生在分、合閘過(guò)程中且先于分、合閘動(dòng)作結(jié)束，而斷路器連續(xù)操作（如重合閘）的前提是上一次分閘（合閘）動(dòng)作結(jié)束后，才具備進(jìn)行下一次合閘（分閘）的條件。因此，控制回路斷線對(duì)斷路器本身的正常操作沒(méi)有影響。

繼電保護(hù)監(jiān)測(cè)到控制回路斷線時(shí)，保護(hù)監(jiān)測(cè)電源會(huì)出現(xiàn)閃爍，可能對(duì)保護(hù)產(chǎn)生不良影響。因此，在設(shè)計(jì)繼電保護(hù)保護(hù)時(shí)，需要考慮控制回路斷線時(shí)間，調(diào)整監(jiān)測(cè)時(shí)間使保護(hù)監(jiān)測(cè)不到控制回路斷線信號(hào)。

5 結(jié)束語(yǔ)

以上研究表明，斷路器操作過(guò)程中，發(fā)生控制回路斷線是必然存在的現(xiàn)象。即使調(diào)整斷路器、輔助開(kāi)關(guān)，斷線時(shí)間變化也不能消除和有效縮短，需要調(diào)整繼電保護(hù)的監(jiān)測(cè)時(shí)間，才能解決問(wèn)題。因此，在變電站設(shè)計(jì)階段，斷路器生產(chǎn)廠家應(yīng)將控制回路斷線時(shí)間告知設(shè)計(jì)院或保護(hù)生產(chǎn)廠家，根據(jù)斷路器的特性設(shè)計(jì)保護(hù)，避免電站交接試驗(yàn)時(shí)保護(hù)發(fā)出控制回路斷線信號(hào)。