浅谈高压断路器的偷跳分析及改造

为了分析方便，我们与厂家协商提出了六种更换 线圈的配置方案（主、副分闸线圈相同）进行比较试 验，平顶山高压开关厂对其分别做了动作特性研究试 验，考核其分闸时间、最低动作电压，及高油压低电压 开关是否可靠动作等。最后确认，对ＬＷ６－５００、操作电 源为１１０ＶＤＣ的ＳＦ６断路器，０．３１ｍｍ２线径、１３００匝、 ３０Ｑ的线圈，外串３０Ｑ电阻的方案比较合适（厂方最 低动作电压试验见表２）。
表２改进方案分闸回路最低动作电压Ｖ
两不同分闸线圈月’：、月乞上的最低动作电压为：
ＵＲ’２＝ｌ＇ｄＲ’２，獬勺＝，’ｄＲ”２
由式（４）、（５）有：
Ｕ裂ｔ２＝Ｐ ｄＲｆ２＝０１１ ａＮ Ｌ／Ｎ２、）ＲＦ２＝ＵＲｌ ２（Ｎ１／Ｎ２、）
（Ｒ，，２佃７：）
（６） 葛洲坝换流站５０６１断路器更换分闸线圈后，其试 验结果如下所示： 线圈试验表明：更换了分闸线圈后，断路器的分闸 时间、同期、金属短接时间以及高油压低电压下断路器 动作情况均满足规程要求；提高了分闸线圈上的最低 动作电压；增强了断路器的抗干扰能力；断路器的分闸 时间比原来变长了（见表３）。５０６１断路器自１９９８年 ６月改造投运以来，至今未出现“偷跳”。 表３ ５０６１断路器更换分闸线圈前后分闸时间瞄
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＜电气开关＞（２０１１．Ｎｏ．２）
文章编号：１００４—２８９Ｘ（２０１１）０２—００１４－０３
浅谈高压断路器的偷跳分析及改造
解庆增１，姜道省１，李菲菲１，李庆义２ （１．山东兖矿国际焦化有限公司，山东 山东济南２５００００）
摘要：分析了某些液压机构断路器因其分闸线圈上的最低动作电压过低，在变电站的强电磁干扰下出现的“偷 跳”现象，提出了改造方案Ｆ 关键词：断路器偷跳；动作电压；分闸线圈 中图分类号：ＴＭ５６ 文献标识码：Ｂ
作时间，符合保护速动性和可靠性的要求。此外，该方 法不需知道ＣＶＴ的各项参数，运算速度较高，应该有
较大的实际应用价值。
参考文献 ［１】
社．
了下级线路，其暂态噪音是以衰减非周期分量为主。 本文采用改进的全波与半波傅氏算法相配合的方案， 与传统的保护算法相比较，改进的方法能克服ＣＶＴ故 障后的衰减非周期分量的影响，确保了保护范围。仿 真结果表明，改进的保护方法确实有效地克服了暂态 超越的影响，避免了为防止超越而牺牲宝贵的保护动
２分析
如在不改变断路器动作特性的基础上适当提高分 闸线圈上的最低动作电压，则可增强断路器分闸回路 的抗干扰能力，使之能满足如下要求： （１）提高分闸线圈两端的最低动作电压，期望在 ３０％以（“为额定电压）左右； （２）分闸线圈串上电阻后分闸回路两端的最低动 作电压不能超过６５％Ｕ。； （３）更换分闸线圈后，断路器的分闸时间等动作 特性应符合规程要求；
济宁２７２１００；２．南水北调东线山东干线有限责任公司，
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式中，Ｃ，６０为电磁铁在吸合位置的磁导；国ｍ为电
由式（１）、（３）可知，若不改变操动机构的动作特 性，就要保持分闸线圈的ＩＮ（安匝数）不变，在此前提 下提高分闸线圈上的最低动作电压，有两种方法： （１）改变阀结构，使分闸阀启动所需的力Ｆ和机 械功形增加，这样由式（１）、（３）可知，如线圈匝数Ｎ 和其他参数不变时，就会提高分闸电磁铁开始动作时 所需的启动电流，ｄ，从而提高了分闸线圈上的最低动 作电压； （２）更力Ｆ和静态机械功肜不变时如改变分闸线 圈，则更换前后两分闸线圈的ＩＮ应不变，故 ，’ｄＮ，＝ｎⅣ２ （４） （５）
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备交接试验标准》也规定：“直流或交流的分闸电磁
铁，在其线圈端钮处测得的电压大于额定值的６５％ 时，断路器应可靠分闸；当此电压小于额定值的３０％ 时，不应分闸”。 某些ｓＦ６断路器的液压机构的分闸回路是线圈串 有电阻，如平开的ＬＷ６－５００型，１１０ＶＤＣ操作电源，分 闸回路为分闸线圈（１８ｆｔ）外串３２Ｑ电阻。一般认为 最低动作电压为分闸回路（包括串联电阻）全电压，如 果最低动作电压为３０％玑时，分闸线圈两端的动作 电压仅为１１．８８Ｖ，显然难以满足抗干扰的需要，有可 能出现由于分闸线圈最低动作电压过低，断路器在强 电磁干扰下“偷跳”现象。据不完全统计，葛洲坝大江 电厂开关站１０年来开关偷跳累计达１７次，在对葛洲
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（４）分闸线圈符合分闸电流通流能力的要求，防
跳继电器（ＴＢＪ启动电流为ｌＡ）可靠动作。 当操动机构的分闸阀不改变时，其所需最小开始 动作的力Ｆ和机械功形将保持不变［１】。
Ｆ＝６．４（ＩＮ）２［Ｓ俗＋Ｏ．８９（ｚ／１）２］ｌＯ一，ｋｇ
在电磁铁参数不变时有：
（１）
万方数据
＜电气开关＞（２０１１．Ｎｏ．２）
表１各种故障条件的距离Ｉ段保护范围情况
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ｃｏｉｌｓ．Ｔｈｅ
ｉｍ—
ｐｒｏｖｅｍｅｎｔ Ｂｃｈｅｍｅ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．
３
表４更换分闸线圈后５０６１分闸线圈最低动作电压Ｖ
结论
对于分闸回路串有电阻的高压断路器，在满足规 （下转第２８页）
万方数据
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＜电气开关＞（２０１１．Ｎｏ．２）
电力系统自动化，２００６，３０（１０）：５２—５７．
围８０％。 采用上述方案及参数构成仿真系统在ＲＴＤＳ上试 验，以Ａ相为特殊相研究，得到各种条件及各种类型 下故障的距离保护Ｉ段的实际保护范围，结果如表１ 所示。
［１２］张延鹏，李一泉，何奔腾．一种消除ＣＶＴ暂态超越的新方法［Ｊ】．
表１的仿真结果表明，在相同的保护整定动作时 间下，传统的距离保护范围大大超越了Ｉ段的整定值； 接地故障要比相间故障的超越更为严重，这与理论分 析结论相同（接地故障的电压降落更严重）。改进的 保护方案在三相短路接地时的最严重暂态情况下，保 护Ｉ段范围最大达到了８６％，应该说其误差范围还是 在能够接受的范围，基本满足保护“四性”的要求。上 述仿真没有考虑过渡电阻，因为当有过渡电阻存在时， 对保护防超越是有利的，仿真证实了这一点。．
收稿日期：２０１０－０８—２６ 作者简介：温荣（１９８２・）．男．硕士．从事电力系统继电保护与自动化技术维护。 杨波（１９７７・）．男．硕士。讲师．从事电力系统自动控制技术教学研究。
结论
（上接第１５页） ＣＶＴ的暂态过程使得距离Ｉ段保护范围大大超越 程的动作特性要求条件下，适当提高分闸线圈的电阻 值，使分闸线圈两端的最低动作电压尽量接近３０％ 玑，分闸回路（包括串联电阻）两端的最低动作电压应 大于３０％以，小于６５％玑，这样在满足分闸回路的通 流能力要求和其它断路器动作特性要求的情况下，分 闸线圈的最低动作电压将大大提高，既满足了规程的 要求，抗干扰的能力也得到加强。
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｋｅ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｊｉｎｉｎｇ ２７２１００，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｇｒｏｕｎｄｌｉｎｅ
Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ Ｓｏｕｔｈ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ
Ｗａｔｅｒ
ｔｏ
Ｎｏａｈ，Ｊｉｎａｎ ２５００００，Ｃｈｉｎａ）
ｐａｐｅｒ
ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｅａｋｅｒｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｄｕｃｅ ｔｒｉｐｐｉｎｇ ｉｎ ｈｉｇｈ．－ｉｎｔｅｎ．．