戶外真空斷路器在自動化改造中的應(yīng)用
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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)自動化運行的管理要求。
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。剩下的接點可以用來實現(xiàn)儲能回路的信號指示。如圖1所示。
2 利用微機(jī)自動化實現(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現(xiàn)。為了最大限度的利用直流屏增加供電可靠性，以及實現(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立，避免干擾，提高供電的可靠性，以及在發(fā)生故障時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。為了實現(xiàn)斷路器在微機(jī)自動化中的監(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現(xiàn)。為簡化設(shè)備，可將常測儀表、計算機(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，且要符合實際情況，做到以最少的改動滿足微機(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，首先它的接點不夠用，加裝這種行程開關(guān)是不現(xiàn)實的，其次需要用重動繼電器來擴(kuò)充觸點。
利用重動繼電器的重要性，在于重動繼電器除提供觸點外，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，防止強電磁干擾侵入到監(jiān)控系統(tǒng)。重動繼電器應(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。
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)接點用中間繼電器KM接點代替，實現(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，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，給微機(jī)測控系統(tǒng)提供接點，并實現(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)裝置回路中實現(xiàn)各種保護(hù)動作。另一組套管TA同時引入微機(jī)測控裝置，實現(xiàn)微機(jī)遙測功能。在微機(jī)裝置中引入斷路器輔助觸點和中間繼電器接點實現(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，實現(xiàn)一次設(shè)備的"四遙"功能。為未來綜合自動化變電所的遠(yuǎn)動奠定了基礎(chǔ)。
5 實際改造中應(yīng)注意的幾個問題
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的帶輔助接點的空氣開關(guān)分別供給，空氣開關(guān)的輔助接點作為遙信的開關(guān)量采集，以實現(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)出線采用獨立TA進(jìn)行測量和保護(hù)接線時，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、信號電源的各自獨立，而且信號電源通過UPS不間斷電源裝置供給。這樣在直流電源失電的狀態(tài)下，既保證了微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作，又能由微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的警告。
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