分析智能变电站新型断路器转换开关及控制回路设计

张小虎

摘 要：本文针对典型的设计方案，分析了其不足之处，提出了新型的断路器转换开关，制定了控制回路的方案，通过相关的整合，优化了断路器二次回路的设计，为运维人员提高的安全保障，促进了系统的正常运转。

关键词：智能变电站；新型断路器；转换开关；控制回路；设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.160

在智能变电站中，常规的二次回路已经被取消了，主要应用了数字通信，进而控制断路器，体现了操作箱的智能化。通过智能变电站的应用，为人们提供了更高的用电质量，对断路器而言，优化了转换开关之后，相关设计方案的可行性也明显提升，智能一次设备为设计方案的基础，进一步体现了一体化设计理念。

1 典型设计方案存在的不足

在智能变电站中，对于断路器的转换开关来说，主要有以下三种典型的方案。

（1）方案1。在本方案中，仅仅在断路器设置了1套转换、控制开关，详细的控制回路情况，见图1。

对于这个方案，与传统的控制回路是基本一致，通过对电路图分析，对于SK1来说，如果状态为“远方”，这时断路器收到的命令只能是手动控制、自动命令。如果其状态为“就地”，这时的断路器与智能终端的电路使断开的，收到的命令只能是控制开关的QF。如果合闸，就会失去保护，只能在紧急分闸、断路器的检修实施。可见，此方案只适合应用于就地检修的断路器，对于手动控制的断路器适不适合的。一旦测控装置发生故障，断路器不能手动合闸。

（2）方案2。在智能终端，对控制回路布置了1套转换、控制开关，对于控制回路，详情见图2。

通过电路图分析，不管4QK的状态如何，断路器都可以接受到智能终端所发出的控制命令。如果4QK为“远方”的状态，断路器只能收到遥控命令、自动命令。如果4QK的状态是“就地”，此时的断路器，仅可以收到就地手控、自动命令。对断路器进行检修时，不能执行保护命令，所以，方案2只适合应用在就地手动控制，不能用于就地检修。

（3）方案3。在智能终端、本体控制的回路中，都设置了转换器（一套）、控制开关。详细的控制回路情况，见图3。

通过电路图得知，在方案3中，就地控制柜布置了2套断路器转换、控制开关，在智能终端、断路器本体控制的回路处进行安装。SK1比4QK的级别高。通过方案3，方案1、方案2的问题都能解决，但是，也具有几点不足之处：

1）仅仅是组合的叠加，没有体现出智能设备的理念。

2）作为工作人员，对就地的断路器进行操作时，很易操作失误。

3）无法保证监控信号的稳定性。

4）因为安装了四个断路器，成本较高，柜内的布置较难。

2 新型的断路器转换开关与控制回路

对于3种典型的设计方案，为了解决存在的缺陷，产生了一种新型的断路器，其转换开关是一体的，详细的方案为：在智能终端、本体控制的回路中，整合了2个远方/就地的转换开关。另外，通过对新型的转换开关的研究，优化其设计之后，实现了“远方控制”，也满足“就地控制”、“检修”的需求，增强了断路器操作的灵活性。应用这样的转换开关。对于智能终端、本体控制回路，能够将2个分合闸的控制开关整合成一个整体。对于新型的转换开关。

在智能变电站中，应用了新型的轉换开关，一般SK1代表着远方控制、检修转换开关、就地控制。QF代表分合闸控制开关。对于I母线隔离开关，QSF1作为辅助触点，而II母线隔离开关，QSF2为辅助触点。对于进出线的隔离开关，其辅助触点为QS3，其他元件的含义与图1相同。

如果SK1为“远方控制”的状态，此时的断路仅能接收遥控命令、自动命令。对于SK1的状态来说，如果显示“就地控制”，此时，断路器接受的命令仅仅是就地手控、自动命令。当SK1的状态为“检修，此时，断路器没有连接电路，接收的命令只是QF。

作为运检人员，对于就地控制柜，在控制其断路器的过程中，为了避免转换开关SK1处于“检修”状态，可以对断路器提供保护，避免发生危险事件。对于“检修合闸闭锁”，详细的方案如下：在就地检修中，其合闸回路直接关系着串联的断路器，对于隔离开关来说，一般当作辅助常闭的触点。如果断路器的状态为检修，合闸回路是接通的。而且，就地检修分闸的回路不经闭锁，及时遇到特殊的情况，断路器可以紧急分闸。另外，“检修合闸闭锁”也可以应用在传统的变电站中，为操作提供安全保障。

3 新型断路器转换开关及控制回路应用

（1）应用情况。在系统的应用中，当电压大于220kV时，对于SK1、控制开关QF触点，其设置的数量要充足，应该保证双跳圈的断路器的正常工作，且体现信号触点。在智能终端，利用双重化配置，可以分相的操作，满足相应的应用需求。

在智能终端，若数字接口收到了保护合分闸的信息后，相应的触点就会闭合。如果数字接口收到了测控合分闸的信息后，相应的触点就会闭合。对于遥合遥分的触点、QF的合分闸触点，在并接之后，然后，交给手合、手跳开入，启动分相合分闸的触点。

在就地检修合闸的回路中，串联QSF1、QSF2以及QS3，作为了常闭的触点，仅在断路器检修的时候，触点会关闭，从而为合闸提供了安全保护。

（2）应用效果。1）在智能终端、本体控制的回路中，时两套转换、控制开关、电路等成为一个整体，使一体化设计成为现实，进一步提高了设备的集成度，节约了设备投入，对于就地控制柜来说，其安装的空间得到了扩大，并且，由“一次设备智能化”，逐渐发展成为“智能一次设备”。

2）在断路器中，对于就地控制回路来说，利用“检修合闸闭锁”，对智能变电站、传统变电站提供安全保护，即使就地操作时，也能使无保护的合闸免于危险，为运检人员提供了安全保障。

4 结语

在智能变电站中，应用新型的断路器转换开关、控制回路，可以体现出明显的优势，利用新型的断路器，其转换开关可以满足断路器的相应的操作需求。同时，在智能终端、本体控制的回路中，整合了两套转换开关、电路等，且实现了一体化的设计，通过“检修合闸闭锁”，对设备集成度、运行操作提供了安全保障。

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