摘要：针对智能化变电站，智能高压开关中智能终端与断路器分合闸控制回路相连。智能终端除接收和执行保护的分、合闸命令外，还具有跳/合位监视、防跳、机构状态闭锁、出口自保持、保护命令上传监控等功能。断路器机构控制线圈的参数与智能终端参数配合是否正确，直接关系着保护和监控系统能否正常工作。本文主要介绍断路器分合闸线圈的参数选择与智能终端的配合问题。
关键词：断路器控制线圈；智能终端；参数配合；遥信量；遥控量
0引言
断路器订货规范中，断路器分合闸线圈的额定电流参数或功率仅作了上限要求。例如，《国家电网公司输变电工程通用设备》中分、合闸线圈稳态电流为DC220V，不大于2.5A或DC110V，不大于5A[1]。
随着断路器机构的改进，驱动控制阀的分合闸控制线圈回路的电流越来越小。如，ABB公司产HMB-4型液压碟簧操作机构，2014年DC220V控制线圈的额定电流由1.36A降低到0.73A。从降低成本和开关制造难度的方面考虑，在满足线圈操作性能的前提下，控制线圈额定电流越小越好。
然而，智能终端对断路器机构控制、跳合闸命令保持、操作回路监视等回路功能的实现，需要断路器控制线圈电流和时间等参数配合的。仅考虑控制线圈额定电流参数的上限或下限都是不完整的。
1变电站保护控制回路
非智能化电站，保护操作箱与保护、测控装置布置在保护室内，通过电缆与断路器汇控柜相连，见图1。
针对智能化工程，智能终端功能上起着保护操作箱的作用。智能终端对断路器的操作和监视功能与保护操作箱相同，智能终端就地布置在断路器的控制柜内，与保护装置采用IEC61850规约的数字通讯，硬件上采用光缆进行连接，作为控制功能的数字接口[2]，见图2。
图1-传统电站保护与断路器连接 图2-智能化站断路器与保护连接
2保护操作箱和智能终端回路分析
智能化站采用网络跳闸，光缆接入智能终端。遥信量经GOOSE网络接入监控中。断路器分闸控制回路，如下图3在保护GOOSE命令发出后，TJa1触点闭合，断路器分闸线圈带电，断路器机构动作，完成分闸。在此过程中，电流型继电器TBJa带电吸合，TBJa在回路中形成自保持，直到断路器分闸成功，由辅助开关切断回路电流后复位。TBJa触点吸合，发出保护分闸信号输入监控，回路电流断开后复归。
通过回路动作的过程分析，TBJa作用为实现回路自保持，确保回路电流由断路器机构的辅助开关断开，避免由保护触点断开回路电流。此设计主要为保护微机保护装置的触点，并且使得保护装置可以适用于分合闸回路电流持续时间较大的机构。TBJa动作完成后，发出保护分闸动作完成信号。
图3-智能终端分闸回路图
为适应不同参数的操作机构，电流型继电器TBJa的额定电流参数设计为可整定，但为了保证继电器有足够的动作功率，可整定范围受到一定的限制，一般为0.5A-4A。
3针对断路器机构分合闸线圈电流曲线分析
断路器分合闸线圈电路可以等效为电阻R与电感L的串联。在电流上升过程中，所控制的一级阀动作。运动过程中，线圈铁芯的运动在线圈回路中产生反电动势，导致回路电流下降[3]，见图4中的第1个波谷。
在线圈电磁铁动作到位置停止后，线圈回路中的反电动势消失，电流持续上升[3]。在此过程中断路器动作，动作完成后辅助开关切断回路电流，分闸过程完成。见图4中第2个波峰，不同机构的电流曲线会有差异。
图4-不同线圈参数的ABB碟簧机构分闸回路电流波形
4关于断路器机构分合线圈参数的设计
因智能终端适应断路器操作线圈的电流值范围为0.5-4A，且自保持命令继电器的动作时间≧7ms。因此，断路器分合闸线圈参数的设计需要遵循如下原则：
1）断路器控制线圈的上限值≤4A，满足保护操作箱可整定的最大电流值和断路器自身辅助开关的开断容量。
2）断路器控制线圈的下限值能够启动智能终端分合闸回路中电流型自保持继电器，参照2中的TBJa的参数，断路器操作过程中，控制线圈回路电流波形中，持续大于0.5A的时间不小于7ms。
通过以上对断路器与智能终端配合相关的参数设计，解决了目前智能化工程中智能开关设备在一二次融合设计中所存在的参数配合问题。笔者所负责的设计团队中所设计的工程，均按照本文的原则设计GIS，从2014年开始已投运2000个间隔的智能GIS，运行状况良好。
参考文献：
[1]刘振亚 《国家电网公司输变电工程通用设备110（66）-750kV智能变电站一次设备》中国电力出版社出版 2013年3月
[2]张炜等 《JFZ-600S 智能终端产品说明书》 北京四方继保自动化股份有限公司 2012年5月
[3]宋锦刚等 基于波形辨识技术的SF6 断路器分/合闸线圈电流监测 电力建设 2011 年3 月 第32 卷第3 期
论文作者:郭自豪1,庞永鹏2
论文发表刊物:《电力设备》2016年第17期
论文发表时间:2016/11/9
标签：断路器论文; 线圈论文; 回路论文; 电流论文; 终端论文; 智能论文; 参数论文; 《电力设备》2016年第17期论文;