低壓斷路器自動合閘裝置的研究與應用

李智，司紅玲，李曉濤，張興永，李亞洲

（淄博供電公司，山東淄博255300）

低壓斷路器自動合閘裝置的研究與應用

李智，司紅玲，李曉濤，張興永，李亞洲

（淄博供電公司，山東淄博255300）

現有配電網低壓斷路器失壓后會自動脫扣，但不具備自動重合閘功能，容易造成延遲送電。為解決該問題，研發了一種低壓斷路器失壓自投裝置。該裝置基于時間繼電器實現，變壓器低壓出線作為繼電器工作電源，利用時間繼電器的延時滑動觸點，在電源側來電后經一定延時接通合閘回路，實現低壓斷路器的自動合閘。介紹了失壓自投裝置的接線原理和控制策略實現過程。現場測試結果驗證了該裝置的正確性與實用性。

低壓斷路器；自動重合閘；延時；時間繼電器

0 引言

為了保證電網的安全穩定運行，防止恢復供電時負荷電流對電氣設備產生沖擊［1］，配電變壓器投入時都要求將其所帶的負荷斷開。因此低壓斷路器都具有電源失電脫扣功能，即在配電變壓器因檢修或供電線路故障停電時，低壓母線失壓，臺區低壓斷路器自動斷開。變壓器重新投運后，因低壓斷路器一般不具備自動重合功能，需要運行人員到現場手動合閘，恢復對用戶供電。受臺區低壓斷路器安裝位置、交通及天氣情況影響，到現場手動合閘耗時較長，平均用時33 min，停電時間較長，嚴重影響供電可靠性。

為了解決上述問題，研發了一種基于時間繼電器的低壓斷路器失壓自投裝置。變壓器低壓出線作為繼電器的工作電源，變壓器投運后，時間繼電器線圈帶電，經一定延時后繼電器的滑動觸點短時接通合閘回路，使低壓斷路器自動合閘。延時合閘可以躲過變壓器勵磁涌流，保證設備安全。通過適當的控制策略，保證低壓斷路器過流和手動跳閘后不會自動重合閘。

1 設計要求和方案

根據電網運行規程要求，對低壓斷路器失壓自投裝置提出了具體設計要求。

1）當配電變壓器高壓側因檢修或故障停電時，變壓器失壓，低壓斷路器失壓脫扣跳閘［2］；當變壓器重新投運后，經過設定的延時時間低壓斷路器自動合閘。

2）當低壓斷路器下游線路設備出現故障時，斷路器可靠跳閘，斷路器不會自動合閘。

3）當手動分開低壓斷路器時，斷路器不會自動合閘。

針對設計要求，提出了可靠的解決方案。以時間繼電器為控制核心，利用時間繼電器延時動作特性與滑動觸點實現低壓斷路器失壓自投。所選用時間繼電器型號為DS-28型。

DS-28型低壓斷路器失壓自投裝置所用時間繼電器系一電磁鐵帶動一鐘表延時機構，電磁線圈自變壓器低壓出線取電，為長期通電型時間繼電器提供電源。繼電器內有一組延時滑動觸點以及一組延時主觸點（終止觸點）。低壓斷路器失壓自投裝置的時間繼電器內部接線如圖1所示，為防止線圈長期通電造成燒毀，特選熱熔電阻作為外附電阻。在設計方案中，選用1號、13號接點為時間繼電器的觸發信號，接入電源回路，5號與6號、16號與17號分別為延時滑動觸點與瞬時常閉觸點。圖2為時間繼電器型低壓斷路器失壓自投裝置接線圖。

圖1 時間繼電器內部接線

圖2 低壓斷路器失壓自投裝置接線

2 失壓自投裝置控制策略

2.1 變壓器失壓

當變壓器失壓時，低壓斷路器脫扣，因低壓母線不帶電，時間繼電器處于原始狀態，延時滑動觸點與延時主觸點處于斷開狀態，瞬時觸點的常閉觸點閉合。當線路恢復送電，變壓器低壓出線帶電，向時間繼電器供電后，瞬時常閉觸點斷開，分壓電阻串入線圈回路，電磁鐵通電吸合并保持長期吸合狀態。鐘表機構開始轉動，延時動觸點向閉合方移動，經過設定時間后，延時滑動觸點短時接通后斷開，（即模擬人工合閘按鈕按下，接通后再斷開），防止出現合閘回路一直接通導致手動分閘功能不能實現［3］；低壓開關故障跳閘被合閘到故障點上等情況。通常配電變壓器容量一般都在2 000 kVA以下，變壓器勵磁涌流持續時間為6～10 s［4］，為避免變壓器勵磁涌流沖擊，安裝時通過時間繼電器面板上的時間調節旋鈕將延時時間設為10～15 s。合閘回路接線圖如圖3所示。

圖3 低壓斷路器自動合閘裝置控制回路接線

終止觸點后于滑動觸點閉合終止于止檔限止機構，只要變壓器低壓出線帶電，繼電器將可停留此狀態下。當變壓器低壓出線處失壓時，即電磁線圈斷電，各觸點瞬時復歸至原來狀態。

2.2 低壓斷路器跳閘

當低壓斷路器下游線路及設備出現故障時，斷路器過流跳閘。因變壓器低壓出線處依然帶電，繼電器各觸點位置不變，保證低壓斷路器不會自動合閘。

2.3 手動分閘

當手動分開低壓斷路器時，變壓器低壓出線處依然帶電，繼電器各觸點位置不變，合閘回路不受時間繼電器影響，斷路器不合閘。

3 裝置功能檢測

時間繼電器型低壓斷路器失壓自投裝置組裝完成后，對該裝置進行了全面的功能測試。測試成功后，制定了標準化安裝流程與圖紙，配有詳細的安全措施與技術措施，2013年6月，在淄博龍鳳苑、龍泰苑、凱瑞景園等10個小區進行了安裝。經過半年運行，正常檢修停電以及事故停電中，該裝置均能正確可靠動作，一次平均送電時間由安裝前的33 min下降到現在的10~15 s。現場測試結果表明，基于時間繼電器的低壓斷路器失壓自投裝置符合設計要求。截至2014年1月底，已在淄博張店城區164處公配臺區安裝了該裝置。

4 結語

基于時間繼電器的低壓斷路器失壓自投裝置利用時間繼電器的延時滑動觸點，解決了低壓斷路器安裝失壓脫扣線圈帶來的一系列問題［5］，使低壓斷路器具備失壓自投的功能，在線路正常停送電情況下動作可靠，在非正常停送電情況下不動作。該裝置原理簡單、接線方便且成本低。現場測試結果表明，該裝置可安全可靠地實現低壓斷路器失電脫扣后的自動重合功能，可將低壓斷路器合閘所需時間由原來的33 min縮短至10~15 s，從而顯著提高電網企業的經濟效益和供電可靠性，具有較高的現場實用價值。

［1］陳忠.降低勵磁涌流不良影響的措施［J］.電力系統保護與控制，2009，37（23）：171-172.

［2］屈仕亮.總線型低壓開關柜如何選擇斷路器及相關元器件［J］.電氣技術，2010（5）：16-17.

［3］孫亞輝，謝春雷，黃東方.西門子高壓斷路器時間繼電器的分析與應用［J］.電工技術，2012（12）：7-9.

［4］許超英，李海鋒，趙建倉.電力變壓器勵磁涌流和故障電流仿真研究［J］.繼電器，2002，30（6）：29-30.

［5］馬宇輝.取消低壓斷路器失壓脫扣功能的危害及對策［J］.繼電器，2007，35（18）：12-13.

Research and Application of Automatic Reclosing Equipment for Low-voltage Breaker

Low-voltage breaker in distribution network will be tripped automatically after loss of voltage，but the low-voltage breaker does not have the function of automatic reclosing，likely to cause restore power delays.In order to solve this problem，a kind of automatic reclosing device for low-voltage breaker was developed.This device is realized based on time relay，using low-voltage outlet of distribution transformer as the power supply for time relay.When distribution transformer recovery，the closing circuit of low-voltage breaker is turned on after a certain delay by using the time relay’s delay sliding contact.Then the automatic reclosing function of low-voltage breaker is realized.Wiring schematic and control strategy implementation process of the reclosing device are presented.Results of field experiment demonstrated the accuracy and feasibility of this device.

low-voltage breaker；automatic reclosing；delay；time relay

TM561

：B

：1007－9904（2014）04－0053－02

2014-04-23

李智（1973—），男，工程師，從事電網有序用電管理，電力市場拓展等工作；

司紅玲（1969—），女，工程師，從事電力市場分析研究，大客戶營銷服務等工作；

李曉濤（1969—），男，工程師，從事配電技術工作；

張興永（1985—），男，助理工程師，從事配電運維檢修管理工作；

李亞洲（1986—），男，助理工程師，從事配電運維檢修技術工作。