2017, Vol. 35 
2. 内蒙古电力科学研究院, 呼和浩特 010020
2. Inner Mongolia Power Research Institute, Hohhot 010020, China
MT08H1型智能框架断路器作为低压配电系统最主要的控制与保护开关电器，以其功能齐全、性能可靠等优点，在电力、钢铁、煤炭、石油等行业得到广泛应用，在诸多关键设备的供电任务中起着重要的作用，一旦出现误动、拒动问题，不仅会对机组稳定运行造成危害，而且很有可能酿成事故。据统计，自2006年我国每年新增发电量约230 TWh, 按照经验配套比计算，每年需要新增低压框架断路器约172万台。在现场实际工作中，经常会出现MT08H1型智能框架断路器误动情况，对安全生产造成隐患。本文论述了内蒙古京泰发电有限责任公司（以下简称京泰发电厂）对在用MT08H1型智能框架断路器控制单元供电方式进行改进，并将其应用到实际工作中，解决了由于电流频繁扰动造成的断路器误动问题，提高了同类断路器的供电可靠性。
1 设备概况京泰发电厂1、2号机组在用380 V框架断路器为施耐德电气（中国）投资有限公司生产的MT08H1型智能框架断路器，选配5.0 A电流型Micrologic控制单元，级数为3级，其主要参数见表 1。
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表 1 MT08H1型智能框架断路器主要参数 |
京泰发电厂在汽轮机、锅炉、公用、保安4个区域共计使用MT08H1型智能框架断路器132台。据统计，自2015年年初至6月，MT08H1型智能框架断路器在运行中频繁出现误动，累计发生异常跳闸28次，跳闸事件统计结果见表 2。
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表 2 MT08H1系列框架断路器跳闸事件统计 |
从表 2可知，断路器误动跳闸率高达71%。经现场检查，断路器回路、操作机构、母线、负荷侧参数均正常，断路器控制面板（MT08H1 5.0 A控制单元）无报警指示，但故障指示灯亮，MT08H1型智能框架断路器自动保护脱扣按钮动作。
3 故障原因分析 3.1 环境温度过高环境温度过高会造成断路器控制单元保护误动，导致断路器误分闸[1-2]。根据《MT08H1/NW（H，L）低压产品用户手册》：环境温度在-5~70 ℃时，断路器的电气和机械性能保持不变[3]。现场测量配电室环境温度为20~35 ℃（见图 1），在温度要求范围内，因此判断断路器跳闸不是由环境温度引起的。
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图 1 环境温度曲线 |
谐波影响会造成断路器控制单元保护误动，断路器误分闸[4]。根据《MT08H1/NW（H，L）低压产品用户手册》：奇次谐波干扰5%下无误跳闸发生[3]。现场检测最大电压畸变率为0.51%，最大电流畸变率为2.2%（具体结果见表 3、表 4），均在要求范围内。
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表 3 MT08H1型框架断路器电源电压谐波分量 |
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表 4 MT08H1型框架断路器电源电流谐波分量 |
断路器内部以及控制单元存在故障，都会导致断路器误动跳闸[5-6]。对故障断路器及5.0 A控制单元进行相继更换后，断路器误动跳闸现象未消除。
3.4 定值整定错误定值整定错误会导致断路器误分闸。按照《大型发电机组继电保护整定计算与运行技术》[7]核对定值，现场定值与保护定值单数据一致，准确无误。
3.5 断路器控制单元控制方式存在缺陷根据MT08H1型智能框架断路器负载运行曲线（图 2、图 3）进行反复通流试验，使断路器电流在断路器额定电流（800 A）的5%（40 A）附近频繁波动，当断路器电流大于40 A时，TA采集负荷电流，控制面板带电，显示电流量；当低于40 A时TA采集不到负荷电流，面板无显示。结合电流上、下限变化值和间隔时间，使控制面板频繁得电、失电，电流超频繁突变产生弱电脉冲后，断路器出现误动分闸。由图 2可以看出，电流平均每2 min就会波动于动作值附近。经分析认为MT08H1框架断路器控制单元供电方式存在设计缺陷，电流扰动是导致断路器控制单元在该供电方式下误动分闸的主要原因[8-9]。
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图 2 2015-06-25故障断路器运行电流曲线图 |
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图 3 2015-06-27故障断路器运行电流曲线图 |
按照如下措施对施耐德MT08H1型智能框架断路器控制单元供电方式进行改进。MT08H1型智能框架断路器控制单元接线原理见图 4。
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图 4 MT08H1型框架断路器控制单元接线原理图 |
（1）根据MT08H1型智能框架断路器控制单元工作原理图，当电流小于断路器额定电流的20%时，该模块依然可以显示，故障时提供基本保护功能，附加的保护功能与基本保护功能互不影响，通信模块独立于控制单元。但实际运行中当电流小于断路器额定电流的5%时该模块已无法显示。对此屏蔽原MT08H1型智能框架断路器控制单元由自身干电池提供电源通道和TA电流采集信号触点。
（2）在原有控制电源上口另取一路电源作为新增外接供电模块电源，将供电模块输出24 V电源，接至断路器控制单元外接电源口F1、F2接线端子UC3，确保控制器长期100%得电，使其始终处于工作状态，以解决原控制电源供电方式因电流波动，出现控制单元面板频繁得电、失电，而造成的断路器误动分闸问题。
新增外部供电模块输入交流电压100~240 V；输出直流电压24 V，输出功率5 VA。
（3）为了降低费用，同一间隔内上下断路器共用同一外部供电模块。
4.2 改造效果对京泰发电厂8台受电流扰动的MT08H1型智能框架断路器控制单元加装供电模块，经过1 a的运行，误动次数均为0，大大提高了MT08H1型智能框架断路器的供电可靠性，断路器误动分闸率降至1%以下。MT08H1型智能框架断路器控制单元加装供电模块前、后误动次数对比如图 5所示。
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图 5 MT08H1型智能框架断路器控制单元加装供电模块前、后误动次数对比 |
通过对MT08H1型智能框架断路器控制单元供电方式进行改进，解决了MT08H1系列框架断路器在电流频繁波动的情况下造成的断路器误动问题，确保了断路器的安全可靠运行，为相关行业及单位对同类型问题的处理提供了借鉴经验。
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