智能高压断路器模拟试验装置

连春季、 许朋波

国网山东省电力公司临朐县供电公司， 262600

摘要：为实现在变电站不停电的情况下，对备自投装置及进线开关的准确试验，国网临朐县供电公司研发制作了备自投模拟断路器试验装置。在此基础上公司又研发制作了分界开关模拟试验诊断装置，解决了航空插头无外露节点，无法进行保护试验的难题。近期公司对上述两项装置进行了电子集成和功能扩展，研发制作了智能高压断路器模拟试验装置。

关键词：智能 断路器 模拟试验

一、研发背景：

背景一：随着对电网供电可靠性要求的不断提高，备用电源自动投切装置已经成为电网自动装置中的重要组成部分，它是保证供电可靠性的重要技术手段。在变电站的扩建、改造、检修过程中经常需要对备自投模拟断路器进行试验，但备自投装置的试验必须要在全站停电的情况下进行。随着电力供应要求持续性的增加，对变电站的全站停电的机会也越来越少。

为保证在检修、试验任务顺利完成的情况下，压缩停电时间，尽量少停电或不停电。减少投诉情况的发生，降低社会对供电企业的舆论压力,临朐公司一线人员研制了一种备自投模拟断路器试验装置，在变电站不停电的情况下，利用运行方式的改变，对备自投装置进行真实可靠的检验。

背景二：目前分界开关已广泛应用于配电线路，分界开关的安装大幅提升了10kV线路的供电可靠性，但是随之而来的是分界开关的运行维护问题。目前在分界开关的检修维护方面主要存在以下问题：一是因为没有接出点，无法对已安装的柱上开关进行定期试验。二是开关出现故障时，无法进行就地检修、试验，需将开关拆下返回车间进行处理，延长了停电时间，降低了供电的可靠性。三是无法确定故障点的位置，无法有效判定分界开关故障类型是开关机构故障还是自动控制箱故障，通常情况下只能整体更换，造成资源浪费。四是开关在安装前试验时，因为二次侧没有明显接出点，只能在一次侧加电流进行过电流和电流速断试验，无法准确测得出口时间和动作时间。

为解决上述问题，临朐公司研发了分界开关模拟试验装置。

二、装置简介

备自投模拟断路器试验装置实现了在不停电的情况下对备自投装置及进线开关的准确试验。避免了因备自投不能正确动作和动作时断路器跳闸失败和合闸失败的情况。创造了良好的经济效益和社会效益。

它的工作原理如下：

备自投装置需要工作条件：1、进线1开关位置；2、进线2开关位置；3、进线1开关合后继电器位置；4、进线2开关合后继电器位置；5、分段开关位置。

正确取到这些开入量以后，根据控制字和定值的设置，检取线路和母线电压，线路的电流，备自投装置就能充电，以满足准备动作条件。当母线没有电压（相当于进行电源消失），工作线路没有电流，备用线路有电压（可选择）时，我们的备自投装置就会动作于出口，跳开掉电的线路开关和并网的小火电（如有），检查所跳的开关跳开后，合上备用线路的开关，以保证供电。如果进线开关是人为的手动分闸还应闭锁掉备自投装置，使之可靠不动作；备自投在动作以后还能做到充电状态，预备下一次动作。

备自投模拟断路器装置，能有效模拟这些开入量和所动作的开关，借助继电保护测试仪分两次，对备自投进行有效的真实测试，利用运行方式，合的是备用的开关，跳的是模拟装置，从而保证全站不停电，又能真实试验备自投出口和外回路。

我们研制的继电器型模拟备自投断路器试验装置具有以下基本功能：

（1）能够正确的指示分闸、合闸位置；

（2）能够能够进行手动分闸、合闸操作；

（3）能够接受备自投装置的分闸、合闸信号，并可靠动作；

（4）能够使备自投装置正确的指示开关的合位、跳位、合后等位置信号。

备自投模拟断路器试验装置

后来，随着分界开关的广泛应用。针对分界开关航空插头无外露节点，无法进行保护试验的难题，公司在备自投模拟断路器试验装置的基础上发明了分界开关模拟试验诊断装置。

分界开关模拟试验诊断装置在备自投模拟断路器的基础上增加了一个转换中介，将不同厂家多种类型数据传输接口的控制节点、测量节点、信号节点全部归类引出，实现了对故障点位置的准确判断，达到了定期对柱上开关进行检修和故障时就地检修、试验的目的，提高了设备使用寿命和供电可靠性。

分界开关模拟试验诊断装置

这两个装置都很好的发挥了它的功能，解决了当前工作中面临的一些难题。但这两套装置均未电子化集成，装置笨重不便于携带，且均为独立装置，无法用一套设备完成上述两项试验。为提高装置的实用性，临朐公司主创人员对两套装置进行了整合和功能扩展。改进后的成果实现了对高压开关的模拟替代，能够真实模拟断路器的跳合闸时间。同时根据不同试验场景的需要，进行了功能扩展，满足了变电站备自投装置及配电线路分界开关的检修试验要求。

该装置由试验箱和端子箱两部分组成，具有智能化、易接线、使用便捷等特点，可以满足不同条件下电力系统整组试验和保护调试的需求，具有很强的推广应用和技术引领价值。

智能高压断路器模拟试验装置

三、主要创新点：

创新点一：采用数字线路、集成化智能控制和触控显示，大大缩小了装置体积，提高了装置定值设置的精度和升级改造的兼容性。

创新点二：该装置增加了弹簧储能功能，能够同时模拟2套开关，实现了在不停电的情况下对变电站备自投及进线开关的准确试验，提高了供电可靠性。

创新点三：集成了多种型号的航空插头，满足了不同型号柱上开关的检修试验要求，解决了航空插头无外露节点，无法进行保护试验的难题。

创新点四：本装置具有错操作、误操作警示功能，在动作逻辑错误和操作人员误操作时，会弹出警示窗口，提醒操作人员及时检查，提高了工作的安全性。

四、预期效果：

1、能够实现对备自投装置及进线开关的准确试验，能够实现分闸速度小于50ms，合闸速度小于70ms，分闸继电器延时返回在8ms-10ms之间。

2、能够实现对柱上开关的检修、试验，准确测得柱上开关动作时间和控制箱的出口时间。

3、能够对接线情况进行准确辨识，接线准确率达到100%

五、推广应用：

该装置主要用于电力系统整组试验和保护调试，可真实模拟断路器的跳合闸时间，具有智能化、易接线、使用便捷等特点，并且根据现场的实际情况进行控制输入口的改进和添加了弹簧储能状态输出，使其本装置可以应用于多种环境的功能调试。本装置还创新的添加了错误操作和输入状态错误告警功能，保障了调试装置的安全性。本装置的成功研发代表了高压开关模拟装置功能新一代的升级，极具推广应用和技术引领价值。