10kV断路器储能回路改造及其应用

2002 年9 月,自贡电业局对110 kV 莲花寺变电站10 kV 断路器进行了改造,将原来的少油型断路器更换为真空型断路器,并将原来的电磁型操作机构更换为CT - 19 型弹簧操作机构。

1 　储能回路分析

　　从储能回路原理接线图可以看出, ,该弹簧机构储能行程接点有两对,一对常闭接点用于控制直流电机运转储能,一对常开接点用于点亮指示灯HD ,表示弹簧已储能。这种接线方式用于如图1 所示的传统操作回路中时能够满足合闸要求。进行手动合闸时,操作开关KK 合闸接点⑤、⑧在合闸操作后自动返回,只要弹簧机构已储能,断路器就可以合闸。如果合闸不成功,由于KK开关的⑤、⑧接点已返回,合闸控制回路已经断开,因此对操作控制回路没有影响。

　　由于110 kV 莲花寺变电站进行了综合自动化改造,10 kV 线路保护装置已更换为微机保护装置。微机保护装置的操作回路在设计上为了保证能可靠合闸,在合闸回路中采用了保持回路,如图2 所示。

　　从图2 可以看出,如果在弹簧机构没有储能时,进行合闸操作,合闸线圈HQ 同样可以带电,但开关不能动作,辅助接点DL 也就不能切换。由于合闸保持继电器HBJ 的作用,在KK 开关的(9) 、(10) 接点(或遥控合闸继电器接点) 返回后,合闸回路将一直保持,从而导致合闸线圈烧毁。同时,根据综合自动化改造的要求,应当采集10 kV 断路器操作机构弹簧的储能信号。因此,CT - 19 弹簧机构的弹簧储能行程接点数量及典型接线方式肯定不能满足综合自动化系统的要求,必须进行改造。

2 　储能回路接线方式改造

　　经分析后,现场按如图3 所示方案进行了改造。

 

 

 

 

　　CT - 19 型弹簧操作机构储能回路按图3 方案改造后,经现场试验,完全满足要求,并正常投入运行。在莲花寺变电站10 kV 断路器更换工作结束并投入运行后的几个月里,数条10 kV 线路断路器经常发生储能中间继电器(ZJ ,简称储能中间) 串入合闸回路的接点烧毁的情况。现场检查时发现这几路断路器的储能中间ZJ 在开关合闸时,串入合闸回路的常开接点有较大的弧光产生。通过分析图3 所示的原理图,其原因: 当断路器合闸时,其辅助接点DL 切换,常闭接点打开,断开合闸回路。由于断路器的辅助接点开断容量较大,合闸回路断开时能够可靠灭弧。但在断路器合闸的同时,储能弹簧释放能量,行程接点CK- 2 返回,储能中间ZJ 随之返回,ZJ 的常开接点打开。这时,如果断路器的弹簧操作机构没有调整好,或者经多次分合后机械部分发生变化,导致断路器辅助接点切换速度延缓,就会发生储能中间ZJ 的常开接点先灭弧的情况。由于储能中间接点的开断容量较小,灭弧时就可能烧毁接点,或者使接点产生毛刺,在下一次操作时不能灭弧而烧毁。通过查阅资料和测量断路器合闸线圈(HQ) 的阻值,获得数据如表1。

 　　计算出相应回路电流:储能回路015 A ,合闸回路2175 A。可见,储能中间ZJ 的接点能够满足储能回路的灭弧要求,储能开关行程接点能够满足合闸回路的灭弧要求。根据以上数据,按如图4 所示的方案进行改造。从原理图可以看出,图4 所示的方案能够满足对断路器合闸回路的要求和综合自动化对遥信的要求,并能避免储能中间ZJ 接点烧毁的现象发生。同时,也可以看出,当HK断开以及ZJ 线圈损坏时,在弹簧并没有储能的情况下,储能指示灯仍然会亮,但这对断路器的实际运行并没有影响。

3 　结论

　　莲花寺变电站10 kV 断路器弹簧机构的储能回路按图4 所示的方案改造后,运行情况良好。在随后进行的110 kV 邓关、代家坝、燕子山变电站30 多条10 kV 线路断路器的改造工程中,获得了广泛的运用。弹簧操作机构的储能回路按图5 进行改造后,运行情况一直良好。

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