对控制SF6断路器合分时间的分析的论文
摘要：为了避免断路器在合分操作过程中，出现合闸不到底就分闸的现象，导致合分时间过短，可以在断路器给出合闸信号后，通过一些方法延迟一定时间，再给出分闸信号，保证断路器在合闸到底后才进行分闸操作。这个要求可以在主控制室内实现，也可以通过二次回路实现。本研究分析了断路器二次线路中的部分回路，找到如何实现延迟给出分闸信号的方法。
关键词：合分时间：延时继电器：辅助开关：瞬动辅助触点
中图分类号：TM561.3 文献标志码：A 文章编号：1674-8646( 2014 )02-0262-01
气体绝缘金属封闭开关设备简称GIS，它是由断路器、隔离开关、接地开关等元件组成，是国家电网中的电力枢纽。随着我国电力工业的高速发展、输电网电压级别的提高，高压开关产品的电压等级不断增长，对GIS产品的需求量也随之增加。断路器作为GIS产品的主要功能元件，其稳定性对GIS产品乃至整个电网的稳定具有较大作用，因此如何提高断路器的稳定性，满足国家、国际标准对断路器的各项规定，并最终实现国产化，成为各个高压开关公司现阶段的研究重点。本公司自主研发的HDB-8型800KV断路器，用以替代进口断路器，目前已通过各项型式试验，现已投入生产，本研究主要针对断路器的合分时间进行分析。
1 测量合分时间的必要性
合分时间又称为金短时间，是合闸操作中第一极触头接触时刻，到随后的分闸操作中所有极弧触头都分离时刻的时间间隔，是断路器设备的一个重要参数。
合分时间过长，则在断路器重合闸时，由于断路器不能及时快速切断故障电流，而导致电网稳定破坏事故。合分时间过短，则在断路器重合闸时，特别是在切断永久短路故障情况下，会因灭弧室的`绝缘强度和灭弧能力没有足够恢复，出现断路器不能切断故障电流，或出现重燃或重击穿，导致严重的电网事故。因此，断路器设备在投入运行之前或检修维护时，均需要测量断路器的合分时间是否满足产品的要求，避免出现故障造成损失。
2 控制合分时间的基本原理
适当的合分时间可以保证断路器设备在可靠合闸的前提下才进行分闸操作。合分时间可以通过合闸、分闸控制信号进行调整，也就是在主控制回路中，控制合闸、分闸输出信号的先后顺序，以达到保证断路器先合闸到底的目的。也可以通过在二次回路中增加延时继电器的方法来实现在同时给出合分信号的情况下，经过辅助开关与延时继电器的作用，使断路器的合分时间满足要求。以下介绍的是在二次回路中增加延时继电器，实现控制合分时间的方法。
在断路器的二次回路中，合闸回路保持不变，在分闸回路中增加一个延时继电器(AB×2)，在辅助开关上增加一对特殊的瞬动辅助触点(80和89)，该辅助触点在合闸位置或分闸位置时为断开状态，在辅助开关转换过程中闭合，断路器处于分闸位置时，同时给出合闸信号和分闸信号，断路器合闸线圈接受信号开始合闸。在合闸过程中，瞬动辅助触点(80和89)接触，延时继电器( ABX2)受电，常闭触点(51和52)断开。在瞬动辅助触点断开后，分闸回路的辅助开关触点接触，但此时延时继电器的触点仍然处于断开状态，分闸信号无法通过。直到延时继电器触点闭合后，分闸线圈接受信号，断路器才能进行分闸操作。通过这种方法来实现对断路器合分时间的控制，对于延时继电器和辅助开关瞬动触点的选择和匹配要求很高。并且，在选择相同的延时继电器前提下，辅助开关的瞬动辅助触点角度越大，断路器的合分时间越长。
3 功能实现与元件的选择
在规定的操作电压、油压、六氟化硫气体额定压力下，测量HDB-8型800KV断路器的额定时间参数,表1HDB-8型800KV断路器的主要额定时间参数
项目 规定值
额定开断时间 40 ms
分闸时间 17ms ~ 24ms
合闸时间 55 ms ~ 80ms
分一合时间 0.3s
合一分时间 40ms ~ 50ms
合闸电阻提前接入时间 8ms ~11 ms
在HDB-8型8∞KV断路器的试验过程中，如果不对分闸回路做出调整，在合分信号同时给出的情况下，其合分时间约为29ms。若要将合分时间调整到40ms~50ms的规定范围内，可以使用上述控制原理来实现。
选择不同的延时继电器和辅助开关瞬动触点角度，其合分时间可以达到不同的要求。以天水继电器和东牧快速继电器为例，在辅助开关瞬动触点角度分别为550、650、750的情况下，使用天水继电器时，断路器的合分时间分别是69.6ms、75.8ms、81 ms：使用东牧快速继电器时，断路器的合分时间分别是41.3 ms、44. 6ms、49.8ms。根据试验要求，选用东牧快速继电器配合辅助开关650的瞬动辅助触点，可以保证合分时间满足40ms—50ms的要求。
4 结语
通过HDB-8型800KV断路器试验的设计回路可以看出，根据不同产品的要求，选择不同的继电器和辅助开关进行配合，可以保证断路器的合分时间符合产品的要求，确保断路器在合闸到底的状态下再进行分闸操作，提高了断路器的稳定性。
参考文献：
[1]徐国政，高压断路器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2000
[2]黎斌SF6高压电气设计[M].北京：机械工业出版社，2009.
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