低压断路器自动合闸装置的研究与应用

李智，司红玲，李晓涛，张兴永，李亚洲

（淄博供电公司，山东淄博255300）

低压断路器自动合闸装置的研究与应用

李智，司红玲，李晓涛，张兴永，李亚洲

（淄博供电公司，山东淄博255300）

现有配电网低压断路器失压后会自动脱扣，但不具备自动重合闸功能，容易造成延迟送电。为解决该问题，研发了一种低压断路器失压自投装置。该装置基于时间继电器实现，变压器低压出线作为继电器工作电源，利用时间继电器的延时滑动触点，在电源侧来电后经一定延时接通合闸回路，实现低压断路器的自动合闸。介绍了失压自投装置的接线原理和控制策略实现过程。现场测试结果验证了该装置的正确性与实用性。

低压断路器；自动重合闸；延时；时间继电器

0 引言

为了保证电网的安全稳定运行，防止恢复供电时负荷电流对电气设备产生冲击［1］，配电变压器投入时都要求将其所带的负荷断开。因此低压断路器都具有电源失电脱扣功能，即在配电变压器因检修或供电线路故障停电时，低压母线失压，台区低压断路器自动断开。变压器重新投运后，因低压断路器一般不具备自动重合功能，需要运行人员到现场手动合闸，恢复对用户供电。受台区低压断路器安装位置、交通及天气情况影响，到现场手动合闸耗时较长，平均用时33 min，停电时间较长，严重影响供电可靠性。

为了解决上述问题，研发了一种基于时间继电器的低压断路器失压自投装置。变压器低压出线作为继电器的工作电源，变压器投运后，时间继电器线圈带电，经一定延时后继电器的滑动触点短时接通合闸回路，使低压断路器自动合闸。延时合闸可以躲过变压器励磁涌流，保证设备安全。通过适当的控制策略，保证低压断路器过流和手动跳闸后不会自动重合闸。

1 设计要求和方案

根据电网运行规程要求，对低压断路器失压自投装置提出了具体设计要求。

1）当配电变压器高压侧因检修或故障停电时，变压器失压，低压断路器失压脱扣跳闸［2］；当变压器重新投运后，经过设定的延时时间低压断路器自动合闸。

2）当低压断路器下游线路设备出现故障时，断路器可靠跳闸，断路器不会自动合闸。

3）当手动分开低压断路器时，断路器不会自动合闸。

针对设计要求，提出了可靠的解决方案。以时间继电器为控制核心，利用时间继电器延时动作特性与滑动触点实现低压断路器失压自投。所选用时间继电器型号为DS-28型。

DS-28型低压断路器失压自投装置所用时间继电器系一电磁铁带动一钟表延时机构，电磁线圈自变压器低压出线取电，为长期通电型时间继电器提供电源。继电器内有一组延时滑动触点以及一组延时主触点（终止触点）。低压断路器失压自投装置的时间继电器内部接线如图1所示，为防止线圈长期通电造成烧毁，特选热熔电阻作为外附电阻。在设计方案中，选用1号、13号接点为时间继电器的触发信号，接入电源回路，5号与6号、16号与17号分别为延时滑动触点与瞬时常闭触点。图2为时间继电器型低压断路器失压自投装置接线图。

图1 时间继电器内部接线

图2 低压断路器失压自投装置接线

2 失压自投装置控制策略

2.1 变压器失压

当变压器失压时，低压断路器脱扣，因低压母线不带电，时间继电器处于原始状态，延时滑动触点与延时主触点处于断开状态，瞬时触点的常闭触点闭合。当线路恢复送电，变压器低压出线带电，向时间继电器供电后，瞬时常闭触点断开，分压电阻串入线圈回路，电磁铁通电吸合并保持长期吸合状态。钟表机构开始转动，延时动触点向闭合方移动，经过设定时间后，延时滑动触点短时接通后断开，（即模拟人工合闸按钮按下，接通后再断开），防止出现合闸回路一直接通导致手动分闸功能不能实现［3］；低压开关故障跳闸被合闸到故障点上等情况。通常配电变压器容量一般都在2 000 kVA以下，变压器励磁涌流持续时间为6～10 s［4］，为避免变压器励磁涌流冲击，安装时通过时间继电器面板上的时间调节旋钮将延时时间设为10～15 s。合闸回路接线图如图3所示。

图3 低压断路器自动合闸装置控制回路接线

终止触点后于滑动触点闭合终止于止档限止机构，只要变压器低压出线带电，继电器将可停留此状态下。当变压器低压出线处失压时，即电磁线圈断电，各触点瞬时复归至原来状态。

2.2 低压断路器跳闸

当低压断路器下游线路及设备出现故障时，断路器过流跳闸。因变压器低压出线处依然带电，继电器各触点位置不变，保证低压断路器不会自动合闸。

2.3 手动分闸

当手动分开低压断路器时，变压器低压出线处依然带电，继电器各触点位置不变，合闸回路不受时间继电器影响，断路器不合闸。

3 装置功能检测

时间继电器型低压断路器失压自投装置组装完成后，对该装置进行了全面的功能测试。测试成功后，制定了标准化安装流程与图纸，配有详细的安全措施与技术措施，2013年6月，在淄博龙凤苑、龙泰苑、凯瑞景园等10个小区进行了安装。经过半年运行，正常检修停电以及事故停电中，该装置均能正确可靠动作，一次平均送电时间由安装前的33 min下降到现在的10~15 s。现场测试结果表明，基于时间继电器的低压断路器失压自投装置符合设计要求。截至2014年1月底，已在淄博张店城区164处公配台区安装了该装置。

4 结语

基于时间继电器的低压断路器失压自投装置利用时间继电器的延时滑动触点，解决了低压断路器安装失压脱扣线圈带来的一系列问题［5］，使低压断路器具备失压自投的功能，在线路正常停送电情况下动作可靠，在非正常停送电情况下不动作。该装置原理简单、接线方便且成本低。现场测试结果表明，该装置可安全可靠地实现低压断路器失电脱扣后的自动重合功能，可将低压断路器合闸所需时间由原来的33 min缩短至10~15 s，从而显著提高电网企业的经济效益和供电可靠性，具有较高的现场实用价值。

［1］陈忠.降低励磁涌流不良影响的措施［J］.电力系统保护与控制，2009，37（23）：171-172.

［2］屈仕亮.总线型低压开关柜如何选择断路器及相关元器件［J］.电气技术，2010（5）：16-17.

［3］孙亚辉，谢春雷，黄东方.西门子高压断路器时间继电器的分析与应用［J］.电工技术，2012（12）：7-9.

［4］许超英，李海锋，赵建仓.电力变压器励磁涌流和故障电流仿真研究［J］.继电器，2002，30（6）：29-30.

［5］马宇辉.取消低压断路器失压脱扣功能的危害及对策［J］.继电器，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，工程师，从事电网有序用电管理，电力市场拓展等工作；

司红玲（1969—），女，工程师，从事电力市场分析研究，大客户营销服务等工作；

李晓涛（1969—），男，工程师，从事配电技术工作；

张兴永（1985—），男，助理工程师，从事配电运维检修管理工作；

李亚洲（1986—），男，助理工程师，从事配电运维检修技术工作。