（广东电网公司肇庆供电局 广东肇庆 526060）
摘要：随着电网的不断发展，高压设备的种类与型号不断增加，各厂家对同一类设备都有着不同的设计思路，而一些独有的设计在带来一些保护功能的同时，也会牺牲某些需求。本人结合自己工作过程中遇到的实际案例，给大家介绍一下西门子3AP1型断路器储能超时保护回路设计以及在某些特殊情况下的缺陷。
关键词：西门子；断路器；储能超时
引言
身为一个一线的电力工作者，遇到的电力问题种类繁多，有些问题是因为设备故障引起的，而有些问题，则是因为设计缺陷而造成的。
1 西门子3AP1断路器储能回路介绍
西门子3AP1型断路器的储能回路如下图所示，储能电机采用交流电整流成直流的供电方式（可视为交流电源供电）， 储能控制回路则采用直流电源供电。回路图如下图：
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元件介绍如下：
（1）M1的储能电机，作用是给合闸弹簧储能。
（2）S16是弹簧储能状态辅助开关，通过弹簧的储能状态作为判断依据，从而变换控制回路的导通状态。
（3）K9是马达控制辅助接触器，作用是控制储能电机的工作，得电时导通辅助触点，使储能电机M1得电运转。
（4）K67是得电延时继电器，整定值为30秒，作用是防止储能电机运转时间过长，通过得电延时功能闭锁控制回路的K9得电，从而断开M1储能电机电源，以免电机烧毁。
（5）S4是手动复位把手，作用是当K67继电器动作后，需要人工现场确认并操作复位。
2 储能回路分析
西门子3AP1断路器储能回路大部分都与其他厂家的一样，一个继电器控制储能电机的启停，而另一个继电器则起保护作用，避免储能电机运转时间过长。
大部分厂商的储能超时继电器是串联于电机回路上的，只有西门子是将储能超时继电器与电机控制继电器并联。这样的优点是继电器间接线更简单，继电器间的相互闭锁回路无需在电机电源回路和储能控制回路之间相互交叉。
但是如此设计会存在一个缺点，电机交流电源和控制直流电源在开关未储能的状态下，必须按照先合储能电机电源，后合断路器控制电源的固定顺序操作，否则将会造成K67储能超时继电器闭锁。
3 实际案例还原
以下两件事都是本人在日常工作中遇到的实际情形，从中可见此回路对日常工作的影响。
案例一
检修人员需对某西门子3AP1-F1断路器进行储能构件更换工作，运行人员退出断路器的控制电源和储能电源，由检修人员自行对断路器进行一次分合使得储能弹簧卸能并开展后续工作。
工作结束后，检修人员向运行人员申请合上控制电源和储能电源对断路器进行试验。一般常规设计都是控制电源在继保室的保护屏背面，而储能电源则在现场的端子箱或机构箱内，两处间的步行时间会超过30秒。
由于运行人员办公室离继保室较近，因此其先在继保室的保护屏合上了断路器的控制电源，此时K9和K67得电，但是由于储能电源未投，储能电机无法对弹簧储能。在经过60秒后，运行人员到达机构箱合上储能电源时，控制回路会因为K67闭锁导致无法对弹簧进行储能。
运行和检修人员如果对西门子独有的储能超时闭锁回路不熟悉，将可能影响他们的判断以及耽误后续的工作效率。
案例二
220kV某甲变电站发生两路220kV电源同时相间故障跳闸，造成全站失压的。在恢复送电的过程中，由监控端对220kV某乙线2XXX开关、某丙线2XXX开关、母联2012开关、#2变高2202开关、110kV母联1012开关、#2变中1102开关进行遥控操作，在合上开关后，所有西门子3AP1-F1、3AP1-FG的断路器都发储能不成功的告警信号。
全站失压时，站内直流电由蓄电池供电，操作220kV、110kV时控制回路能正常工作合上开关。但是站内10kV母线失去电源后，导致挂在10kV母线上的两台站用变也一并失电。交流母线失电情况下，控制回路导通超过30秒后，3AP1的储能电机因失电始终无法完成储能，此时K67储能超时继电器将动作，闭锁储能控制回路。此时断路器如发生分闸，需要操作人员到现场手动复归S4旋钮，否则将无法储能进行再次合闸。
对于当前220kV以下变电站普遍为无人值班站的情况下，将不利于全站的事故处理，且在复电过程中操作人员可能因闭锁信号对复电操作有所误判。
4 解决建议
要想解决此问题，有三种处理方式。一是储能电源直接采用直流供电，但考虑此种情况会加大极端情况下蓄电池的负担，不值得推荐。二是对储能电机交流电源加设监测装置，当储能电机电源无压时，闭锁储能控制回路，则能保证储能电机回路和控制回路能同时导通，但考虑此种情况会增加回路的元器件，增加回路的复杂程度以及故障的可能性，因此也不适合。最后一种方法是将储能超时监测回路改为与储能电机并联，这样可以在不增加元件的情况下保持原有功能，并且能防止文中所述情况的再次出现。
参考文献
[1]西门子（杭州）高压开关有限公司.3AP1-F1断路器线路图[Z].2010-12-03.