選相位控制器在分相斷路器控制中的應用

摘 要：電力系統安全穩定運行越來越重要，本文針對在分相斷路器控制中使用的選相位控制器進行闡述，并對選相位控制器的工作原理及工作方式進行探討！

關鍵詞：選相位控制器；合閘延時時間；分閘延時時間

1 引言

選相位控制器在電力系統變電站中，與具有穩定分/合閘時間的斷路器配合使用，是為分相操作斷路器設計的專用控制器。可以在適當的施加電壓相位準確開合，達到減小瞬變電壓電流對系統及負載的沖擊和危害的目的。

2 概述

2.1 選相位控制器的基本原理

使用選相位控制器時，若分/合閘如選定在合理的施加電壓相位，可有效地減小瞬變電壓電流對系統及負載的沖擊和危害，并可延長斷路器的壽命。特別是對切合并聯電容器組， 切合并聯電抗器及切合變壓器等工況采用選相切合可有效地減小涌流及瞬變電壓，由于斷路器生產技術及工藝的不斷進步，其分/合閘時間的分散性已大為改善，較好地穩定在1毫秒內，因而使選相合/分成為可能。傳統的分/合閘概念是斷路器直接接收分/合閘命令，執行分/合閘操作，而不論施加電壓在什么相位；選相位操作的概念是斷路器不直接接收分/合閘命令，由選相位控制器在接收到分/合閘命令后，依據設定的參數值，在施加電壓的確定相位向斷路器發出分/合閘命令，以達到減小瞬變電壓電流的目標。

2.2 選相位控制器的特點

2.2.1 采用FPGA而不是傳統的單片機以期得到更高的可靠性；

2.2.2 單片機只用于顯示及輸入接口；

2.2.3 配合具有穩定分/合閘時間的斷路器，在變壓器，并聯電抗器及電容器切合時減小瞬變電壓電流對系統及負載的沖擊和危害；

2.2.4 在跟蹤方式可測定實際合閘相位，并以此校正下次合閘設定值，自動跟蹤斷路器由于磨損累積引起的合閘時間變化；

2.2.5 設置數據掉電保持；

2.2.6 操作結果存儲保持，可供后續分析監視斷路器相關狀態；

2.2.7 配上位機接口，可用上位機讀取存儲數據。

2.3 參數物理意義

2.3.1 合閘操作

（1）合閘時間TB。斷路器接到合閘命令到斷路器動靜觸頭接觸的時間。

（2）合閘延時時間TD1。選相合閘操作的最佳相位三相是不同的，對分相動作的斷路器， 通常與選定的參考電壓有確定的關系， 三相相位差的取值取決于以哪一相與輸入的參考電壓同相。三相相位差與參考電壓過零點之差用TD1表示。

（3）合閘延時時間TD2。斷路器的分合閘時間及介質強度有一定的分散性，統計表明，合閘時刻晚于理論上最佳點常可提高擊穿電壓，此時間用TD2表示，不同的斷路器應有各自的統計值，設值時應按照斷路器生產廠提供的數值.

（4）合閘延時時間TD3。斷路器合閘時伴有一定的預擊穿，統計表明，實際合閘時間（即從發出合閘命令到電流出現）短于從發出合閘命令到觸頭剛合的時間，此時間用TD3表示，不同的斷路器應有各自的統計值，投運設置參數時應按照斷路器生產廠提供的數值。

（5）溫度補償時間TC。開關的合閘時間隨外界的溫度而改變，TC是用來設置在不同溫度下對合閘時間調整的參數.

溫度補償范圍：-50℃～+50℃；對應0～2.5V；（+20℃設置值為0）。

溫度<-50℃按-50℃處理；溫度>50℃按50℃處理；溫度補償及電壓補償通道均加了2KV隔離；電壓分辨率2.5V；溫度補償分辨率2.5℃。

（3）電壓補償時間TV。開關的合閘時間隨合閘操作電壓而改變，TV是用來設置在不同合閘電壓下對合閘時間調整的參數。依220V（設置值為0）電壓作為基準，220V時合閘時間=合閘時間+0，180V<控制電壓<220V時，合閘時間加長（即合閘時間=設置合閘時間+TV），具體數值和設置參數相關.220V<控制電壓<240V時，合閘時間縮短（即合閘時間=設置合閘時間-TV），具體數值和設置參數相關。

電壓補償范圍180V～240V；電壓<180V按180V處理；電壓>240V按240V處理；

2.3.2 分閘操作

（1）分閘時間TB。斷路器接到分閘命令到斷路器動靜觸頭分離的時間。

（2）分閘延時時間TD1。選相分閘操作的最佳相位三相也是不同的， 通常與選定的參考電壓有確定的關系，三相相位差的取值取決于以哪一相與輸入的參考電壓同相。三相相位差與參考電壓過零點之差用TD1表示。分閘操作時應使燃弧時間在允許的燃弧區間內盡量長，以避免重擊穿及重燃。也就是說在電流最后半波的前一個零點后使觸頭分開。所以分閘時TD1定義為各相電流最后半波的前一個零點與參考電壓零點之間的時間。

（3）分閘延時時間TD2。分閘延遲時間TD2定義為從各相電流最后半波的前一個零點到觸頭剛分的時間，不同的斷路器應有各自的統計值，投運設值時應參考斷路器生產廠提供的數值。

選相位控制器現場投運前應依據斷路器的機械特性參數，予擊穿統計參數，回路負載特性，回路接線方式，斷路器的操作機構，參考電壓相別及回檢信號種類來設定各相動作時間。

3 相關參數設置

3.1 選擇及范圍

方式；------合；合/分 自適應；------是；否

合閘（TB）；---≤500.0ms 合閘（TD1）；---≤99.9ms

合閘（TD2）；---≤9.9ms 合閘（TD3）；----≤9.9ms

分閘（TB）；---≤500.0ms 分閘（TD1）；----≤99.9ms

分閘（TD2）；--≤9.9ms 分閘（TD3）；------≤9.9ms

溫度補償（TC）；------------是；否

電壓補償（TV）；------------是；否

3.2 方式選擇

選擇所要進行的操作方式

工作方式：單合 合分

3.2.1 輸入合閘時間TB

合閘動作時間TB：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.2輸入合閘延時時間TD1

合閘延時時間TD1：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.3輸入合閘延時時間TD2

合閘延時時間TD2：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.4輸入合閘延時時間TD3

合閘延時時間TD3：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.5 合閘自適應模式選擇

選“是”或“否”以確認是否工作在自適應或不自適應方式。

3.2.6 輸入分閘時間TB

分閘動作時間TB：

A：000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.7輸入分閘延時時間TD1

分閘延時時間TD1：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.8輸入分閘延時時間TD2

分閘延時時間TD2：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

3.2.9輸入分閘延時時間TD3

分閘延時時間TD3：

A： 000.0 ms B： 000.0 ms C： 000.0 ms

4 結束語

選相位控制器在電力系統中的應用將會越來越廣泛，其與分相控制斷路器的密切配合，可以達到減小瞬變電壓電流對系統及負載的沖擊和危害的目的，更有利于系統的穩定運行。

參考文獻

[1]選項合閘器在電力系統中的應用[Z].

[2]選相位控制器技術說明書[Z].