新型10?kV永磁斷路器應急操作電源裝置的研究

2017-04-14 02:07:21徐春雷龔海峰

電力安全技術 2017年2期

徐春雷，李祥，龔海峰，趙胤

(國網新疆電力公司阿克蘇供電公司，新疆阿克蘇 843000)

徐春雷，李祥，龔海峰，趙胤

(國網新疆電力公司阿克蘇供電公司，新疆阿克蘇 843000)

針對10 kV線路永磁斷路器應急操作電源的兼容性問題，研究開發了一種新型的線路永磁斷路器應急操作電源裝置，介紹了該裝置的設計原理，并進行了仿真驗證。驗證表明該裝置具有更好的兼容性和穩定性。

永磁斷路器；分合閘故障；應急操作電源

0 引言

在配網線路中，10 kV線路故障的發生較為頻繁，在消除故障時需要多次分合線路斷路器，所以斷路器的操作電源必須可靠、穩定。因斷路器的操作箱和斷路器一起安裝在戶外桿塔上，易受高溫、風沙、雨雪等天氣影響而出現故障，這就需要用應急操作電源來以確保實現斷路器操作箱的功能。

現有10 kV線路永磁斷路器的應急操作電源是斷路器生產廠家提供的專用應急電源，例如北京電研華源電力技術有限公司(以下簡稱“北京電研”) PIE106和揚州新概念電氣有限公司(以下簡稱“揚州新概念”)FB-10 2種型號操作電源，它們只匹配與其對應型號的斷路器，無法兼容不同型號的永磁斷路器。但實際線路中安裝的斷路器可能來自多個廠家，這就意味著必須針對每種斷路器采購1-2臺應急操作電源。各式各樣、數量眾多的應急操作電源帶來兼容性差、成本浪費、不方便管理等問題。如果能設計出一種操作方便、兼容性好的便攜式應急操作電源，可以極大地改善這種情況。

1 新型應急操作電源的設計

1.1 電路設計

新型的應急操作電源主要以蓄電池充電、電容穩壓、端子排輸出為構思，來提高輸出電壓的可調性、操作電源的移動便捷性及兼容性。便攜式可兼容應急操作電源分為蓄電池充電模塊、電容充電模塊、可調穩壓輸出模塊3部分，其組成結構如圖1所示。

圖1 便攜式可兼容應急操作電源結構

蓄電池充電模塊面板上的指示燈可反映蓄電池充放電的情況；蓄電池模塊的輸出作為電容充電模塊的輸入；可調穩壓輸出模塊根據電容充電時間來控制輸出端電壓，投入備用電容可以提高輸入端電壓，并且以空開、二次引線的形式作為輸出端，提高應急電源的匹配度。該應急操作電源適用于不同廠家、型號、接口的永磁斷路器，具有良好的通用性。便攜式可兼容應急操作電源原理如圖2所示。

1.2 實物設計

根據圖2的設計原理，利用相應材料制作出應急操作電源實物。

所涉及的材料有：木板2塊，按鈕2只，開關2只，160 V 4 700 μF電容2個，電容充電模塊1個，12 V DC蓄電池2個，蓄電池充電模塊1個，指針式電壓表1塊，空開1個。便攜式可兼容應急操作電源實物如圖3所示。

圖2 便攜式可兼容應急操作電源的原理

圖3 便攜式可兼容應急操作電源實物

1.3 使用說明

蓄電池充電模塊及電容充電模塊開關、指針式電壓表、電容充電按鈕、操作按鈕等分布在箱體的正上面；24 V DC蓄電池、電容、電容充電模塊、輸出口等分布在箱子的底部。操作電源接入220 V AC電源，面板上蓄電池充電指示燈亮，通過“ON/OFF”鍵操作24 V DC蓄電池的充放電情況；通過合上操作電容充電模塊開關給電容充電模塊充電，按下“電容充電”按鈕，觀察指針式電壓表上的指數，達到所需電壓后松開該按鈕，按下“操作”按鈕，就完成了該應急操作電源的整個工作過程。當所需輸出電壓高于150 V時，可打開備用電容選擇開關，提高輸出端電壓。

1.4 優點

新型應急操作電源有以下幾個優點。

(1) 容量大，利用效率高。該應急操作電源充滿1次電后，可以滿足斷路器開合50次的需要(操作次數經實驗室與現場操作驗證)。

(2) 兼容性好。該應急操作電源輸出端經過空開引出引線，輸出端引線端口是2個鉗型小夾子，小夾子還可以搭配諸如插針、端子排等；并且在其面板上配備了指針式電壓表，方便調節操作電源的輸出電壓，可以適用于不同廠家、型號、接口的永磁斷路器。

(3) 便于攜帶。該應急操作電源體積小(50 cm×30 cm×15 cm)、重量輕(小于10 kg)，十分輕便。