400伏低压开关通用型脱扣装置的研究与应用

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摘 要：带有欠压脱扣功能的低压开关是保证所用电供电可靠的一项重要设备。由于现有各所的设备不尽统一，需要一种通用的低压脱扣装置。本文就此问题，对通用性的脱扣装置设计、使用做了一定的探讨，为未来检修工作提供了一定的参考方向。

关键词：低压脱扣装置;通用;时间可调

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.176

1 现状

在一所变电站中，要确保其安全运行，所用电系统的可靠运行是非常重要的。在事故预案中，若出现所用电系统失电，第一优先处理的就是恢复所用电系统。在所用电供电系统中，欠压脱扣功能是低压开关带有的一项重要保护功能，由与其同体安装的欠压脱扣装置实现。欠压脱扣装置是在它的端电压降至某一规定范围时，使断路器断开的一种脱扣装置。2013年《江苏省电力公司交直流电源设备运维管理规定》中指出：所用变次级总开关应具备缺相及失压延时跳闸功能，延时时间应在 0-10s可调，一般设置为4s。目前泰州运维站共有31座变电所，其中220kV变电站 29座，550kV变电站2座，所用变低压断路器主要有施耐德的NS＼NSX塑壳断路器、MT空气断路器，正泰的NA1空气断路器，正泰（诺雅克）NA8空气断路器，ABB的Emax空气断路器，还有较老的产品DW15万能式断路器，两路所用电相互备用且采用母联断路器等方案。其中27座站的断路器未装欠压脱扣器，3座站装了瞬时欠压脱扣器，考虑其不满足反措要求已拆除了欠压脱扣器，只有一座变电站装了延时欠压脱扣器，满足江苏省电力公司要求低压配电保护断路器具有欠压和失压延时跳闸要求。目前绝大多数变电站的所用变低压断路器都不具备反措要求，需要进行技术改造。

对2011-2014年度发生的各种所用变故障进行统计，故障共发生21起，其中由于未装延时脱扣器而导致告警或故障的比例达到了75%，是所用电系统故障的主要原因。因此，所用电开关配置延时脱扣器十分必要。

2 应对措施

通过充分的调查和分析，我们认为如果研制出一种延时欠压脱扣装置，将大大减少由于瞬时性故障而瞬时脱扣装置动作导致低压断路器跳闸，减少不必要的误动;或者由于未装欠压脱扣装置而导致低压或缺相时断路器拒动，引起其它保护装置告警或跳闸。从而提高现场运行安全，减少安全隐患。因此我们把目标设定为：研制一种带延时的所用变开关低压（欠压）脱扣装置，并且延时可调。从而降低由于所用变低压断路器拒动或误动而造成的故障率。我们使用新型脱扣装置后的故障率目标值为10%。

3 关键技术及难点解决

3.1 技术难点

因泰州地区共有31座变电所，改造工作将面临如下困难：

（1）脱扣器规格多。变电所使用的断路器厂家多，因每个厂家结构不一样造成脱扣器的功耗和启动功率不一样，这就要求延时控制模块延时功率大范围广，且要求延时可调时间长，都能统一满足要求，对模块的元器件选择匹配提出很高要求;（2）安装困难。需要对所有断路器内部结构熟悉有能力更换安装接线，工作判别电源需要从电路中接线，因而还需要现场安装小型保护断路器、控制模块的安装与接线工作，对现场安装提出了很高要求;（3）抗干扰要求高。需要对静电放电、点快速瞬变/脉冲群、浪涌、谐波等抗扰度要求试验满足要求，保证不会受外界影响而误动作;（4）高可靠性。因脱扣器保护模块是长时间工作，不能因电子元器件老化而失效;（5）延时可调。目前延时的通常做法是时间固定，不受人为控制。但是由于现场的情况不同，大家普遍认为定时方式不方便，无法根据实际情况调整，实用性差。因此，设计出时间可调的脱扣器就更加符合实际生产和要求。

3.2 解决方案

（1）系统工作原理。工作原理：当电源线路在电压低于35%额定电压时，脱扣器控制模块无电压输出，保证断路器无法合闸，当高于85%额定电压时，可使欠压脱扣器得电吸合，按合闸按钮保证断路器可靠合闸;当电压从额定电压下降到70%～35%电压范围内，可根据设置的延时输出脱扣指令，保证脱扣器延时释放从而延时断开断路器;或者当电压从额定电压突降到20%以下或断电，同样可延时输出。当线路电压恢复到85%额定电压时即可恢复正常工作（图1）。

（2）系统连接方案。将保护隔离的微型断路器和延时控制模块安装到原配电柜合适的导轨上，从配电柜的进线端的三相四线电源接到微型断路器的进线端，然后将微型断路器出线端对应接至延时控制模块的电源接口，电源模块的脱扣电源接至低压断路器上的欠压脱扣器电源端子，拆开断路器面罩将与延时模块相匹配的欠压脱扣器安装至保护断路器指定位置并接好线，延时模块上的脱扣信号输出接到后台信号装置。

3.3 实施过程

本次测试过程分为两个部分：一、功能测试：这部分测试工作主要对产品的各项功能逐一进行了测试，并会同施工人员，对设备的安装、调试进行了意见的听取，各项性能指标也达到了设计要求;二、现场安装测试：这部分测试在现场进行，为了做出比较，我们共选了2个变电站进行了技术改造试点。通过安装核对，确定了设备安装施工规范。

4 应用探讨

通过项目的实施，对研发的产品进行了实地测试和使用，对技术进行了验证;同时体现了两点社会效益：一、消除了所用电的隐患，减少了停电的次数、时间、范围，对于变电站稳定运行起到了不可估量的作用;二、通过此次科技工作，带动提高了泰州运维站的科技创新水平，在工作中掀起了节约、提高、争先的工作学习潮流。