江蘇金湖縣供電公司劉建戈在小型用戶變電所以及開閉所中,由于開關柜的數量較少,線路結構簡單,多為單回路進線,通常沒有所用電或外電源,這給斷路器的操作電源的選取帶來了一定的困難。目前,小型變電所的斷路器操作電源主要有以下幾種方式:TV供電方式、DC供電方式、UPS供電方式。
典型的用戶方案見圖1,單回進線二條出線。高壓用戶的電費計量方式通常是高供高計,考慮到計量的獨立性,要配置一臺單獨的高壓計量柜,這樣就需要四臺高壓柜。較為經濟的方法是采用三臺高壓開關柜,將計量功能加到進線柜中。本文以三臺10kV高壓開關柜來討論,結論適用于35kV高壓開關柜,同時由于電磁操作機構很少使用,本文涉及到的操作機構指彈簧操作機構。
1TV供電方式
TV為電壓互感器,用來進行電壓信號變換的電力設備。TV供電方式主要是利用TV向操作回路提供電源。一種方法是直接利用TV提供100V操作電源;另一種方式是由TV經過中間變壓器提供220V操作電源。
因為TV的二次側額定電壓通常為100V,在選用斷路器操作機構及其它元件時應將其工作電壓定為100(110)V。考慮到斷路器操作機構的分合閘及電機儲能和保護設備的功率5,TV采取V形接線時,每只TV二次繞組容量應不小于500VA,采取Y形接線每只TV二次繞組容量應不小于300VA。
在企業用戶中,進線柜通常還承擔電能計量的功能。而根據電能計量的要求,計量用TA或TV必須用獨立的二次線圈,不能加裝其它設備。TV供電方式,雖然斷路器在分合閘時通常沒有負荷,但電機儲能可達數十秒鐘,同時用來指示斷路器分合閘狀態的指示燈,以及保護元件的工作都會形成壓降,致使電能計量誤差,這是供電部門所不答應的。假如計量和操作回路分別使用一組TV,很難安裝在一臺高壓開關柜中,勢必要增加一臺單獨的高壓計量柜而增加工程造價。對于這種情況,可以對TV采用二次側雙繞組的方式。一組精度為0.2級的繞組用于計量,另一組大容量繞組用于提供操作電源,見圖2。
圖2中假如操作回路有整流器件,將在BK中產生諧波并耦合到計量回路中,對計量精度產生影響。操作回路電壓的變化都有可能對計量產生影響。
在高壓電源正常的情況下,TV供電可以滿足斷路器的分合閘要求。當電壓互感器、變壓器發生近區故障時,非凡是高壓母線或出線處發生兩相或三相短路時,電壓互感器安裝處的殘壓非常低,二次電壓迅速下降到低于斷路器的分閘線圈的最低動作電壓(額定工作電壓的70)。此時,若采有微機保護,保護設備將不能正常工作;若采用DL或GL系列電流繼電器構成的保護,即使電流繼電器動作,但由于操作電源電壓過低,斷路器將拒分,從而擴大事故范圍,上一級保護動作,擴大停電范圍。實踐中,我們除了利用保護的出口跳斷路器,同時把斷路器的過流脫扣線圈串入電流回路。在發生故障時,直接利用斷路器操作機構上的過流脫扣器跳斷路器。
使用過流脫扣器構成保護,也有潛在的不安全因素。故障時一旦GL電流斷電器或ZJ5型中間繼電器的接點配合不好,以及接點卡澀出現常開接點不能及時閉合,TA二次繞組還會出現開路的情況。由于此時流經TA一次側的故障電流很大,會在二次側產生很高的電壓,會破壞TA的絕緣,燒毀二次回路,引起上一級保護動作擴大故障范圍。
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