1.開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的分類

        目前我們遇到的開(kāi)關(guān)一般分為很多類型，比如富油型(老款，現(xiàn)在基本看不到了)、貧油型(部分用戶站還有)、SF6、真空、GIS(組合電器)等等。這些都是關(guān)于開(kāi)關(guān)的滅弧介質(zhì)。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，開(kāi)關(guān)的操作機(jī)制是密切相關(guān)的。

        機(jī)構(gòu)類型可分為電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)(比較老，一般在油多或油少的情況下使用斷路器)；彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)(目前最常見(jiàn)，SF6、真空和GIS一般都裝有這種機(jī)構(gòu))；最近ABB推出了新的永磁操作機(jī)構(gòu)(如VM1 vacuum 斷路器)。

2.電磁操作機(jī)構(gòu)

        電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)完全依靠流過(guò)合閘線圈的合閘電流產(chǎn)生的電磁吸力來(lái)閉合和壓緊脫扣彈簧，脫扣彈簧主要用于脫扣時(shí)提供能量。所以這類操作機(jī)構(gòu)的跳閘電流很小，但合閘電流很大，瞬間可達(dá)一百多安培。

        這就是為什么變電站的DC系統(tǒng)要開(kāi)關(guān)母線來(lái)控制母線。閉合母線提供開(kāi)關(guān)電源，控制母線向控制電路供電。

        合閘母線直接掛在電池組上，合閘母線電壓就是電池組的電壓(一般240V左右)。閉合時(shí)利用電池放電效應(yīng)瞬間提供大電流，同時(shí)閉合時(shí)電壓急劇下降。而控制母線通過(guò)硅鏈連接降壓、合閘母線(一般控制在220V)，控制母線的電壓穩(wěn)定性在合閘時(shí)不會(huì)受到影響。由于電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘電流很大，保護(hù)合閘回路不是直接接在合閘線圈上，而是接在合閘接觸器上。跳閘電路直接連接到跳閘線圈。

        合閘接觸器線圈一般為電壓型，電阻較大(通常為幾千歐)。配合這種電路保護(hù)時(shí)，要注意合閘一般不能啟動(dòng)。不過(guò)，這也不是什么大問(wèn)題。保持行程的TBJ一般都能啟動(dòng)，所以防跳功能還是有的。這種機(jī)構(gòu)的閉合時(shí)間長(zhǎng)(120ms~200ms)，斷開(kāi)時(shí)間短(60~80ms)。

3.彈簧操作機(jī)構(gòu)

        這類機(jī)構(gòu)是目前最常用的機(jī)構(gòu)，它的接通和斷開(kāi)都依靠彈簧提供能量。脫扣線圈只提供拔出彈簧定位銷的能量，所以脫扣電流一般很小。彈簧通過(guò)儲(chǔ)能電機(jī)壓縮彈簧來(lái)儲(chǔ)存能量。

        對(duì)于彈性操作機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，合閘母線主要是給儲(chǔ)能電機(jī)供電，電流不大，所以合閘母線和控制母線沒(méi)有太大區(qū)別。一般在保護(hù)和配合它的時(shí)候沒(méi)有什么特別需要注意的。

4.永磁操作機(jī)構(gòu)

        永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)是ABB應(yīng)用于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的一種機(jī)構(gòu)，最早應(yīng)用于其VM1 10kV真空斷路器。其原理類似于電磁式。驅(qū)動(dòng)軸由永磁體制成，永磁體周圍有電磁線圈。

        正常情況下，電磁線圈是不帶電的。當(dāng)開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)或閉合時(shí)，磁性吸引或排斥的原理用于通過(guò)改變線圈的極性來(lái)驅(qū)動(dòng)斷開(kāi)或閉合。

        雖然這個(gè)電流不小，但是開(kāi)關(guān)通過(guò)一個(gè)大容量的電容“儲(chǔ)存能量”，電容放電提供工作時(shí)的大電流。這種機(jī)構(gòu)具有體積小、傳動(dòng)機(jī)械零件少的優(yōu)點(diǎn)，因此其可靠性優(yōu)于彈性機(jī)構(gòu)。

        配合我們的保護(hù)裝置，我們的跳閘電路驅(qū)動(dòng)一個(gè)高阻固態(tài)繼電器，實(shí)際上只需要我們給它提供一個(gè)動(dòng)作脈沖。所以對(duì)于這個(gè)開(kāi)關(guān)，保持電路肯定不會(huì)啟動(dòng)，保護(hù)的防跳也不會(huì)啟動(dòng)(機(jī)構(gòu)本身有防跳)。

        但需要注意的是，由于固態(tài)繼電器的工作電壓較高，常規(guī)設(shè)計(jì)TW負(fù)極電路和合閘電路是連在一起的，不會(huì)導(dǎo)致固態(tài)繼電器動(dòng)作，但可能會(huì)導(dǎo)致位置繼電器因?yàn)榉謮哼^(guò)大而無(wú)法啟動(dòng)。這種情況在現(xiàn)場(chǎng)也遇到過(guò)，具體的分析和處理過(guò)程可以在本文的調(diào)試案例部分找到，有詳細(xì)的描述。

        國(guó)內(nèi)也有永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)品，但過(guò)去質(zhì)量一直不太好。近幾年質(zhì)量提高后，逐漸推向市場(chǎng)?？紤]到成本，國(guó)產(chǎn)永磁機(jī)構(gòu)一般不裝電容，電流直接由合閘母線提供。我們的操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)通斷接觸器(一般為電流選擇)，一般可以啟動(dòng)保持和防跳。

5.FS型“開(kāi)關(guān)”及其他

        上面我們說(shuō)的是斷路器(俗稱開(kāi)關(guān))，但是在電廠建設(shè)過(guò)程中可能會(huì)遇到用戶所說(shuō)的FS開(kāi)關(guān)。FS其實(shí)就是負(fù)荷開(kāi)關(guān)+快速熔斷器的縮寫。

        由于德力西開(kāi)關(guān)價(jià)格昂貴，為了節(jié)省成本，采用了這種FS電路。正常電流由負(fù)荷開(kāi)關(guān)切斷，故障時(shí)由快速熔斷器切斷電流。

        這種電路在電廠6kV廠用電系統(tǒng)中很常見(jiàn)。配合這種電路保護(hù)，往往要求當(dāng)故障電流大于負(fù)荷開(kāi)關(guān)允許的分?jǐn)嚯娏鲿r(shí)，禁止跳閘或延時(shí)，以便快速熔斷器切斷電流。一些發(fā)電廠用戶可能不想保護(hù)保持電路。

        由于開(kāi)關(guān)質(zhì)量差，輔助觸點(diǎn)可能不到位，而一旦啟動(dòng)保持回路，必須通過(guò)斷路器輔助觸點(diǎn)打開(kāi)才能返回，否則跳閘電流會(huì)加到跳閘回路中，直至燒壞線圈。

        分合閘線圈按短時(shí)通電設(shè)計(jì)，長(zhǎng)時(shí)間施加電流容易燒壞。而且我們肯定要有保持電路，不然很容易燒壞保護(hù)觸點(diǎn)。

        當(dāng)然，如果現(xiàn)場(chǎng)用戶堅(jiān)持，也可以去掉保持電路。一般一個(gè)簡(jiǎn)單的方法就是切斷閉鎖繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)與電路板上的正控制母線之間的連接。

        在調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)，必須注意，如果開(kāi)關(guān)打開(kāi)和關(guān)閉，位置指示燈將全部熄滅。(若排除彈簧不儲(chǔ)能，面板顯示彈簧不儲(chǔ)能報(bào)警)，必須立即關(guān)閉控制電源，防止開(kāi)關(guān)線圈燒毀。這是一個(gè)基本原則，在現(xiàn)場(chǎng)要牢記。