隔離斷路器的發(fā)展與應用

黃運昌

摘 要：隨著我國社會的不斷發(fā)展，對電力建設的投資也在不斷增加，我國用電量正在逐年增長，基于此，電力設備也逐漸朝著智能化、自動化、大型化的方向發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，隔離斷路器有著重要的作用，主要表現(xiàn)為能夠隔離電源、隔斷無負荷電流的電路，廣泛應用于電路中，可以提高電廠及變電站運行的安全率。該文就隔離斷路器的發(fā)展做了簡要分析，并且闡述了隔離斷路器的應用。

關鍵詞：隔離斷路器 發(fā)展 應用

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（b）-0072-02

近幾年，隨著技術的迅速發(fā)展，我國也迎來了智能化及數(shù)字化的時代，那么我國電力系統(tǒng)也應該隨著時代的變化，朝著智能化的方向發(fā)展。為了能夠滿足現(xiàn)代社會人們的用電需求，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)中數(shù)字化的信息傳輸，那么使電力設備智能化及數(shù)字化地發(fā)展是非常有必要的。

1 隔離斷路器的發(fā)展

隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，其具有自動化及可靠性，在發(fā)電、配電、用電及輸電中，都要求在保護、監(jiān)控方面做到智能化及自動化。隔離斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的控制設備，隔離斷路器的智能化及自動化就是電氣設備智能化的基礎。隔離斷路器的智能化不僅要通過計算機實現(xiàn)智能化，還要使用電弧的能量，對電路的運行狀態(tài)進行自動診斷、操作，應用全新的傳感器技術、信息傳輸技術及微電子技術，這樣才能使隔離斷路器朝著智能化的方向發(fā)展。以下就對252 kV的隔離斷路器設備進行了深層次的研究、設計和開發(fā)，并且淺析了智能化隔離斷路器的應用。

2 隔離斷路器的組成設備

2.1 組成

智能化隔離斷路器整機的設備主要包括數(shù)字編碼器、隔離斷路器、電子式互感器、智能終端、合并單元、監(jiān)控裝置。

2.2 介紹

（1）數(shù)字編譯碼。數(shù)字編譯碼能夠測量斷路器的速度，主要被安裝在斷路器轉(zhuǎn)動軸上面。數(shù)字編譯碼的工作方式使用光電掃描原理進行，使用徑向線柵和碼盤在光源及接收器兩者中旋轉(zhuǎn)，以此產(chǎn)生與接收器成正比的信號，此信號經(jīng)過電子線路處理，被傳送到監(jiān)控IED中，通過計算和分析，算出斷路器的參數(shù)，比如時間、速度。

（2）電子式互感器。其是測量流程主回路中電流的一種器件，被安裝在斷路器中電流主要經(jīng)過的通道中。測量電流主要使用的是低功率CT傳感，保護電流主要使用的是空心線圈傳感，以此使電子式互感器測量值具有精準性，進一步地擴大測量動態(tài)范圍，使用遠程模塊采集空心線圈的輸出信號，使電流絕緣，使互感器具有可靠性。

（3）智能終端。智能終端的主要目的就是為了接收測控裝置的命令并且傳達命令，可以將智能隔離斷路器的整體進行控制，并且將其放入控制柜中（見圖1）。另外智能終端還能夠有效接收設備的狀態(tài)及位置等一系列的信號，并且將這些信號傳遞到監(jiān)控后臺中，使系統(tǒng)對設備進行有效的判斷。

（4）合并單元。其能夠測量電子式互感器中的數(shù)據(jù)，并且將這些數(shù)據(jù)進行合并和匯總，被安裝在控制柜中（見圖1）。合并單元有兩個作用：其一，能夠?qū)⒐┠芗す馓峁檫h端模塊中；其二，能夠?qū)㈦娏骰ジ衅靼l(fā)送的數(shù)據(jù)進行接收和處理，同步三相電流電壓中的信號，并且根據(jù)規(guī)定協(xié)議測量這些數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺，以便二次設備使用。

（5）監(jiān)控裝置。在接收到后臺傳送的指令之后，將這些指令下達到智能終端中，使其能夠操作斷路器中的電力設備，被安裝在控制柜中（見圖1）。

（6）在線監(jiān)測IED。能夠有效查看現(xiàn)場中設備的運行狀態(tài)，被安裝在控制柜中。設備中測量到的氣體含量、溫度及電力設備等一系列的信號都可以在在線監(jiān)測IED上面讀取到。

2.3 設備功能的實現(xiàn)

一臺運行中的隔離斷路器，電子式互感器檢測到主回路中的電流之后，通過遠程模塊將測量到主回路中的電流信號發(fā)送到合并單元中，通過合并單元的處理及同步之后，將其傳輸?shù)较到y(tǒng)后臺中。設備中的氣體狀態(tài)、溫度等一系列的信息都能夠在在線監(jiān)測IED中顯示。

系統(tǒng)后臺在為隔離斷路器進行操作判斷的時候，后臺會將做動作命令發(fā)送給測控裝備，然后通過測控裝備將命令分別發(fā)送給智能終端，然后執(zhí)行此命令。電子式互感器將自身測量得到的電流信息傳動到合并單元中，經(jīng)過合并單元處理傳送給后臺，數(shù)字編譯碼將斷路器的動作特性等一系列信息傳動到在線監(jiān)測IED中，然后進行查看，之后上傳到后臺中。系統(tǒng)后臺在對信息進行判斷及匯總之后，根據(jù)預先設計好的系統(tǒng)進行控制。

3 隔離斷路器的應用

為了促進國家電網(wǎng)公司全新智能站的發(fā)展與研究，設計了智能化的隔離斷路器，使電氣主接線進一步簡化，節(jié)約了變電站的占地面積。

3.1 簡化電氣主接線

智能化隔離斷路器提高了其運行的可靠性，大大降低了設備出現(xiàn)故障的記錄，取消了線路側的隔離開關及母線側，簡化了電子主接線。

3.2 降低了設備發(fā)生故障幾率

相比傳統(tǒng)的隔離斷路器，智能化隔離斷路器降低了設備的使用量，從而降低了整體設備發(fā)生故障的幾率，提高了變電站在運行過程中的效率及可靠性。

3.3 維護方面

傳統(tǒng)斷路器結構復雜，需要大量的維護工作，其問題主要是在斷路器隔離之后，怎樣才能使變電站中其他部分正常工作。經(jīng)過技術的發(fā)展，人們?yōu)榱司S護斷路器，研發(fā)出了隔離開關，使斷路器周圍具有隔離開關，便于斷路器的維護。

3.4 智能化優(yōu)點

首先方便了現(xiàn)場的接線，降低了使用電纜的數(shù)量；其次使用光纖的傳輸形式，提高了信號的抗干擾能力；最后使用在線監(jiān)測IED，可以直觀地觀察數(shù)據(jù)。

3.5 隔離斷路器發(fā)展過程中的改進

目前電子式互感器屬于有源元件，要供給能源給感應線圈，其屬于易損元件，由于其被安裝在高壓側，那么之后的更換及維修就會非常麻煩，所以在今后的發(fā)展中可以使用無源電流互感器。另外，為了提高測試及調(diào)式的便捷性，可以在測控準備中設置設備端口物理定性，能夠更加精準地將設備的狀態(tài)反映出來。

4 結語

相比傳統(tǒng)的設備，隔離斷路器作為全新的設備，不僅能夠減少變電站中的經(jīng)濟技術指標，還減少了安裝設備的工程量及設備中的數(shù)量，有效地縮短了工程的施工時間，并且增加了檢修周期，提高了使用周期。隨著社會的不斷發(fā)展，目前智能化隔離斷路器處于發(fā)展初級階段，通過對隔離斷路器的智能化開發(fā)及實驗，得到了良好的成果，對我國未來智能化的電力設備發(fā)展有著重大的意義。

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