淺談高壓斷路器繼電保護綜合措施

韓健 曾鉉

淺談高壓斷路器繼電保護綜合措施

韓健 曾鉉

高壓斷路器技術與過去相比有了很大的進步，而且在設計理念和方式上也有了相當大的改變，因此在斷路器的實際工作運行中會出現一些不合理的現象。如何在高壓斷路器與繼電保護裝置之間建立既有聯系，又有區別的關系，本文將重點論述高壓斷路器與繼電保護裝置之間在共同工作時容易出現的問題，對二者之間的關系進行詳細分析，并對高壓斷路器繼電保護的綜合措施進行具體研究。

高壓斷路器 繼電保護 綜合措施

在傳統的高壓斷路器繼電保護設計中，繼電保護裝置可以完成斷路器的部分功能，這給二次配線的過程帶來了一些不必要的麻煩［1］。但是隨著近些年我國高壓電網技術的發展，高壓短路器的技術也逐漸變得日益成熟和完善，某種程度上簡化了斷路器繼電保護回路的接線過程，從而使整個二次配電的過程更加清晰快捷。

1　斷路器的基本特性

額定電壓、額定電流、過載保護和短路保護的脫扣電流整定范圍是目前高壓斷路器的幾個基本特性［2］。

額定電壓指的是斷路器在正常運轉，且從不間斷的情況下工作時候的電壓。

額定電流指的是配有專門的過電流脫扣繼電器的斷路器在制造廠家規定的環境溫度下所能無限承受的最大電流值，但不能超過電流承受部件規定的溫度限值。

過載保護指的是為了防止主電源線路因為過載導致保護器過熱損壞而加裝 的保護設備。其發生的原因有很多，例如導線截面選擇不當，實際負載已超過導線的安全電流等。

2　斷路器跳合閘閉鎖

傳統高壓斷路器由于受到技術水平和資金經驗的限制和約束，斷路器壓力異常閉鎖合跳閘僅僅是通過觸發壓力閉鎖繼電器來實現的，考慮到對高壓斷路器在工作過程中的整體運行狀況進行仔細、逐一監視和控制，會花費大量的資金，而我國在這方面的扶持力度還不夠大，所以相關的設計者只是采用任何一個環節出現問題都會選擇閉鎖斷路器三相操作回路。這樣做的好處是節省了企業的經營成本，但同時也造成在工作過程中會出現一系列不可避免的問題。經過多年的研究證明，越來越多人認為采用分相監視能有效提高斷路器在運行過程中的可靠性。傳統斷路器發生故障后，繼電保護裝置通過實際的操作，實現三相閉鎖。但這只是針對正常故障而言，如果遇到非正常故障，則只能通過斷路器失靈，繼電保護裝置啟用后備操作來排除故障，操作時間如下：

t=t（單相監視動作時間）+t（失靈保護動作時間）

由此可以看出，三相綜合監視下正常相故障動作時間要長于單相監視，不利于及時排除故障，對斷路器的危害較大，甚至對整個供電系統都會帶來負面影響。

3　繼電保護裝置防跳回路

斷路器的防跳是指專門設置一個防跳回路，對斷路器工作中出現的異常電壓進行檢測和控制，在避免事故發生的同時，保證斷路器不會非正常合閘。

目前我國電力技術中有兩種方法可以預防斷路器防跳，一是通過由斷路器的生產廠家提供安裝防跳單元進行防跳，二是通過斷路器的生產廠家的操作箱防跳回路進行防跳。使用這兩種方式是因為目前我國的電力技術仍然沿用了計劃經濟時期的生產和設計模式，所以在實際的使用過程中會出現一些矛盾的地方，在防跳性能上還有不小的改進空間。

多種繼電保護裝置共同發揮作用，這是繼電保護在傳統斷路器設計過程中防止斷路器跳躍的重要方式。具體來說，繼電保護在斷路器發生故障之后，通過端子接線和開斷接點之間的相互配合，使斷路器在可跳閘位置閉鎖，這樣一來就很巧妙地防止了斷路器的跳躍現象。

科學技術的發展使得人們在制造和使用科技產品的時候越來越便利，在最新的斷路器設計過程中，設計者已經實現了讓斷路器自我防止跳躍的功能，其依靠自身內部的繼承模塊，而不再需要外部端子或基點保護設備作為橋梁來防止跳躍。

4　跳閘回路電源設計

在繼電保護的設計過程中，為了防止高壓斷路器拒動，應排除可能出現的各類狀況，110kV以上的電壓等級配備明備跳閘裝置。但是參與設計的工作人員在實驗中逐漸發現，當斷路器發生短路時，由于其自動切換裝置的動作，直流電會自動切換到第二組直流電源上，造成第二組直流電源電路被燒，從而導致整個斷路系統失去可靠的操作點資源。

在電力系統的反事故措施規定中，不允許直流電源采用自動切換的方式，而通過對高壓斷路器操作系統在繼電保護中至少提供兩套相同的壓力閉鎖觸點，采用兩套壓力閉鎖控制回路，以保證斷路器在發生故障時能夠有足夠的動力來源。

5　重合閘技術

在電力系統的運轉中，重合閘技術可以有效提高供電的穩定性，微機在壓力低閉鎖情況時自動發出重合閘命令是，斷路器的操作會進入到“分——延時0.3s——合——分”的惡性循環中，這樣一來對電源材料會有較大的損傷，產生較強的電弧效應，甚至還有可能導致斷路器發生形變。所以設計者在對斷路器進行相應的設計中要注意，斷路器在操作過程中只能實現“單分”或者“單合”，不可在同時間內進行“分”與“合”交替操作。

6　斷路器在操作過程中壓力閉鎖回路存在的問題

目前，我國城市用電量非常大，為了滿足城市的用電需求，城市電網是不會允許斷路器發生拒動現象的，所以在滿足繼電保護裝置要求的同時，對壓力閉鎖回路裝置進行了雙重化設置。而且為了有效控制斷路器因為拒動而出現繼電保護失靈的現象，電網在故障還沒有發生的時候就會跳閘操作元件，斷路器的回路箱、電源操作等都使用雙重化的設置方式進行配置。為了有效防止繼電器壓力閉鎖失電現象，直流電源消失之后，通過切換電源的方法將壓力閉鎖繼電器應用于第一組電源設備中，然后切換至第二組電源，從而保證跳閘的情況下依然能正常使用。

7　結語

斷路器是新時期下電力系統全新發展的產物，其獨特的創新設計為電力系統的繼電保護提供了許多優秀的觀點，在本質上減少了企業對外部設備的需求，為電力系統安全運行提供了有利的基礎。本文在探究高壓斷路器繼電保護綜合措施時，對其中一些觀點進行了總結，具體如下：（1）斷路器與繼電保護在防跳模板上互相沖突，在實際的運行過程中會造成非正常的斷路器拒動；（2）機構電源要避免斷路器出現電源消失的現象，因此斷路器要在設計中有兩套相對獨立的機構電源控制回路；（3）斷路器在設計過程中要注意重合閘只能單分或單合，不可進行分合交替操作。

［1］陳森曉.淺談高壓斷路器繼電保護綜合措施［J］.機電信息，2010，12（11）：139-140.

［2］劉勤.新型高壓斷路器與繼電保護裝置配合設計措施分析［J］.硅谷，2010，07（10）：25.

注：韓健身份證號：男，330102198712083010；曾鉉身份證號：女，432503198405083161。