摘 要:通过对智能断路器应用中误动作原因进行分析,提出相关解决办法,为智能断路器的选型、维修、故障判断等实际应用提供经验。
关键词:智能断路器;误动;分析;措施
中图分类号:TM561 文献标识码:B
1 引言
本公司自2000年以来新建的近二十座380V配电系统,配电主结线全部采用如图1所示。
图 l
图中A、B分别为进线智能断路器,C为母线联络智能断路器,D、E分别为主干馈线智能断路器。
该种供电系统比传统的配电系统(进线、母分采用负荷刀闸)提高了动作灵敏度和快速性,能保障发生短路事故时,可靠、快速切除故障,降低对上级电网供电质量的影响,防止扩大电网事故,起到了积极作用。但经过近三年的运行考验,发生因智能断路器的质量、现场环境的影响、保护配置选择的欠缺、附件配置缺少等等因素,造成近十起失电事故,损失产值近200万元。为此,对此种典型供电结构中的智能断路器的选用,进行研究、分析,总结出了一套应用实践经验。
2 智能断路器结构与功能
智能断路器为近年推出的新型机电一体化产品,主要用于控制和保护低压配电网络,以及关键的较大负荷的电动机等用电设备。一般安装在低压配电柜中作主开关起保护作用。
智能断路器本体结构组成为:触头系统、灭弧系统、操动机构、互感器、智能控制器、辅助开关、二次接插件、欠压和分励脱扣器、传感器、显示屏、通讯接口、电源模块等部件组成。智能断路器的功能方框图如图2所示。
晶体脱扣器功能特点:预报警功能、跳闸原因显示装置、不正常温度报警、接地漏电保护、中性极过流保护、有效值检测进行可靠保护、接地保护、负载电流LED、PLC网络等等。
保护特性有:
(1)过载长延时保护;
(2)短路短延时保护:反时限、定时限;
(3)短路瞬时保护;
(4)接地故障定时限保护。
图2 功能方框图
目前,智能断路器发展迅速,具有完备的机种,更加扩大的分断范围,实现全模块化,使用寿命长,实现电弧空间为零,并且能可逆连接电源或负载。另外,附件配置灵活、多样,可选性强,有利于提高性价比。
3 误动判析与措施
(1)本公司的A厂投用近一年的某系列国产智能断路器(本文拟称W系列),连续发生五台次误跳或显示的参数有较大误差。根据故障现象(速断动作),以及良好的运行环境和不同的安装地点,经详实分析认为是智能控制器存在缺陷。经送回厂家(国外生产的控制板)分析,确认是电路板中的一只分压电阻值偏小(该批次产品都存在此问题),造成实际取样值与整定值不匹配,从而当有电网波动时,偶而引发短路瞬时保护误动作。
经对该批次的所有智能控制器进行更换,现运行 一年以来从未发生误动作,状况良好。在智能控制器更换以前,为避免误跳而引发生产事故,采取封锁速断保护和短延时保护,在短时间内取得临时性的有效措施。现仅封锁速断保护(6kV侧能对380V母线的二相短路进行可靠保护),恢复短延时保护。
(2)本公司的B厂投用近二年的某系列国产智能断路器(本文拟称B系列),已发生若干起接地保护或速断保护误动作,使安全供电局面受到挑战。对有误动作的智能断路器进行控制器更换,并对该B系列智能断路器取消速断保护和接地保护。取消速断保护和接地保护是基于三点考虑:
(a)智能断路器主要用在主干线路上,其下级有相应的断路器作匹配保护,能对出线的接地故障进行可靠保护;
(b)6kV侧能对380V母线的二相短路进行可靠动作;
(c)本公司采用的380V开关柜是目前最先进的仿MNS开关柜,且发生母线短路的概率近为零。
采取上述措施,现运行状况尚可。
(3)本公司下属C厂投运近二年的某进口智能断路器(本文拟称M系列),今年以来连续发生5台次误动作,产值损失一百多万元。根据现场运行情况分析,可能有二种原因:
(a)智能控制器质量有问题(运输、安装过程中受潮或进水,本身质量欠佳);
(b)由于长期低负荷运行即小于20%额定电流,造成CPU的供电电源长期过低而过负荷,影响其运行寿命。
针对上述原因,采取以下应急措施:
1)对该批次20台M系列智能断路器的智能控制器全部予以更换。
2)对全厂所有有显示的智能断路器进行改造并加装电源模块,以防低负荷时CPU长期过负荷。
在上述措施实施完成以前,为防止再次误跳,采取以下非常应急措施。
3)母线联络智能断路器即图1的C投入运行。
4)安装该批次智能断路器的所有配电系统,I路进线智能断路器即图1中的A智能断路器取消保护,仅作负荷开关作用。
5)加强巡检,及时发现有误动作跳闸的智能断路器(因母线联络上,一路进线跳闸将不会影响供电,不到现场无法发现)。
经过上述的非常应急措施,避免了多次误动作跳闸而引发停电事故。
4 结束语
根据本公司三个不同品牌智能断路器的应用实践,认为智能断路器的智能控制器易发生故障,对其齐全的保护功能是否全部选用应慎重推敲,相关附件的选配要合理并引起足够的重视。因此,设计、选型、维修需注意以下几点。
(1)国产智能断路器选用时,要特别注意其控制器的质量,并且其成熟度要经考虑。
(2)进口智能断路器选用时,要防止采用其即将停产的产品(进口产品的生产周期少于10年),且避免为能使用进口产品而不惜选购简易型类型产品(档次相对低,针对发展中国家生产)。
(3)智能断路器选用时,要确定低负荷时是否需选配电源模块。
(4)智能断路器应用时,保护系统要合适,避免不考虑适用性而应用上其所有的各种保护。
(5)智能断路器使用时,其环境要干燥、清洁、温度适中等。
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