10kV斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)電路和儀器的改進(jìn)

胡雪琴 張兆闖 楊亞雄 寸中秋

摘要：10kV斷路器需要進(jìn)行機(jī)械特性試驗(yàn)，但試驗(yàn)儀器接線較多、接線時(shí)間長(zhǎng)。在低電壓動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，需要反復(fù)切換儲(chǔ)能電機(jī)電源與控制電源。若直流源切換后，儲(chǔ)能電機(jī)電壓未到額定電壓?jiǎn)?dòng)電機(jī)，易造成儲(chǔ)能電機(jī)電流過大燒毀電機(jī)。本文通過研究10kV斷路器機(jī)械特性測(cè)試儀及可調(diào)直流源的特點(diǎn)，改進(jìn)了試驗(yàn)接線并設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的試驗(yàn)專用轉(zhuǎn)接盒，縮短了試驗(yàn)時(shí)間、提高了試驗(yàn)接線的可靠性。

關(guān)鍵詞：斷路器;機(jī)械特性試驗(yàn);改進(jìn)

斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)需要測(cè)量斷路器動(dòng)作的時(shí)間特性，并進(jìn)行斷路器低電壓動(dòng)作試驗(yàn)。

某電站10kV供電系統(tǒng)共使用260余臺(tái)ABB VD4型10kV高壓斷路器。按照相關(guān)要求，每年約80臺(tái)斷路器需進(jìn)行機(jī)械特性試驗(yàn)，該設(shè)備維護(hù)部門配置兩臺(tái)某品牌TM1600型斷路器機(jī)械特性測(cè)試儀和兩臺(tái)某品牌B10E型可調(diào)直流源。

1機(jī)械特性試驗(yàn)存在的問題：

目前，在進(jìn)行機(jī)械特性試驗(yàn)時(shí)，由于試驗(yàn)儀器的通用性，接線端子采用通用的4mm試驗(yàn)線進(jìn)行設(shè)備和被試設(shè)備的連接，接線端子多，接線錯(cuò)誤導(dǎo)致試驗(yàn)不能正常進(jìn)行，甚至可能短路燒毀直流源。由于在試驗(yàn)時(shí)使用B10E直流源，分合閘電路與電機(jī)儲(chǔ)能回路各采用一路電源，導(dǎo)致試驗(yàn)時(shí)需要切換電源給斷路器儲(chǔ)能，并且由于電源切換后兩條回路電壓不一致需要調(diào)整電壓值。若采用同一電源，進(jìn)行低電壓動(dòng)作試驗(yàn)需要斷開儲(chǔ)能電機(jī)電源，防止電壓過低導(dǎo)致儲(chǔ)能電機(jī)損壞。

2設(shè)計(jì)思路：

通過分析上述問題，并根據(jù)被試斷路器的單一型號(hào)，優(yōu)化電路控制和連接方式。

2.1試驗(yàn)電路優(yōu)化

引入無源過電壓控制器，用于根據(jù)電源電壓大小控制儲(chǔ)能電機(jī)回路的通斷，保證電機(jī)供電回路的電壓大于95%的額定電壓，解決了需要人工切換和調(diào)整分合閘回路和儲(chǔ)能電機(jī)電源的問題，實(shí)現(xiàn)了由一路直流電源進(jìn)行整個(gè)試驗(yàn)。

工作原理：引入的過電壓控制器設(shè)定動(dòng)作值為210V，當(dāng)測(cè)量斷路器分、合閘時(shí)間時(shí)，回路的電壓為220V，儲(chǔ)能電機(jī)MS的電源接通，當(dāng)斷路器儲(chǔ)能不足時(shí)，儲(chǔ)能電機(jī)進(jìn)行儲(chǔ)能（斷路器內(nèi)部電路控制，此處略去具體電路），當(dāng)進(jìn)行低電壓動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，回路電壓低于210V儲(chǔ)能電機(jī)MS的電源切斷，儲(chǔ)能電機(jī)不再工作，當(dāng)回路電壓恢復(fù)至210V時(shí)，儲(chǔ)能電機(jī)根據(jù)儲(chǔ)能情況進(jìn)行儲(chǔ)能。

2.2接線優(yōu)化

試驗(yàn)時(shí)每條回路都是單獨(dú)從開關(guān)的58針航空插頭處引出，每條回路至少一個(gè)試驗(yàn)插頭與儀器進(jìn)行連接，多次插拔，并且若插接錯(cuò)誤，導(dǎo)致試驗(yàn)不能進(jìn)行或者發(fā)生短路，根據(jù)試驗(yàn)回路的條數(shù)，選擇對(duì)應(yīng)的航空插頭與多心電纜線制作連接插頭，并制作配套試驗(yàn)線，由于航空插頭具有防誤插功能，航插對(duì)接保證了試驗(yàn)接線的正確性，并且一次插拔實(shí)現(xiàn)了多條回路的插拔，節(jié)省了大量時(shí)間。由于被試斷路器只有一種型號(hào)，改進(jìn)原本插接在儀器上的插頭，在儀器箱內(nèi)按2.1設(shè)計(jì)并安裝轉(zhuǎn)接盒，使插接于儀器的接線固定不動(dòng)，即試驗(yàn)結(jié)束后不拆除儀器上接線，且不影響儀器箱的開合，所有接線通過航空插頭連接。

結(jié)語：

斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護(hù)設(shè)備，也是電站機(jī)械和電氣動(dòng)作最頻繁的設(shè)備，其安全可靠運(yùn)行具有十分重要的工程實(shí)際意義。統(tǒng)計(jì)分析表明，10kV 斷路器的機(jī)械特性試驗(yàn)中接線復(fù)雜、耗時(shí)、儲(chǔ)能電機(jī)電源與控制電源反復(fù)切換等問題影響了試驗(yàn)的質(zhì)量和效率。針對(duì)該問題進(jìn)行了改進(jìn)，使得試驗(yàn)接線復(fù)雜、耗時(shí)、電源切換的問題得到了有效控制，能簡(jiǎn)化試驗(yàn)人員的操作，提高了人員和設(shè)備的安全系數(shù)，明顯縮短了斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)時(shí)間。并且針對(duì)自主研制的機(jī)械特性專用轉(zhuǎn)接盒效果良好，可以在以后試驗(yàn)及相近試驗(yàn)推廣。[1]

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉鵬，高繼樂 . 真空斷路器機(jī)械特性試驗(yàn)方法的改進(jìn)研 究 [J]. 中國(guó)電力教育，2014（6）：266-267.

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