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1、平高电气开关设备 智能化介绍,河南平高电气股份有限公司 2010年6月3日,1、智能开关设备的概述 2、智能开关设备的研究现状 3、智能开关设备的工程应用,主要内容,坚强智能电网的发展规划,2016年2020年 引领提升阶段，基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率，以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。,2011年2015年 全面建设阶段，加快特高压电网和城乡配电网建设，初步形成智能电网运行控制和互动服务体系，关键技术和装备实现重大突破和广泛应用。,2009年2010年 规划试点阶段，重点开展坚强智能电网发展规划工作，制定技术和管理标准，开展关键技术研发和设备研制，
2、开展各环节的试点工作。,智能开关设备的概述,智能变电站是智能电网的重要基础和支撑,智能变电站目前进入试点阶段。智能变电站试点工程包括：第一批7个试点，第二批67个试点。相关的标准如下：,1）智能变电站技术导则（已发布） 2）高压设备智能化技术导则（已发布） 3）智能变电站设计规范（共2项）（已发布） 4）变电站智能化改造技术规范（已发布） 5）智能变电站站内设备技术规范 (已发布） 6）智能变电站继电保护技术规范（正在报批） 7）智能变电站自动化体系规范 8）智能变电站信息模型及通信接口技术规范 9）智能变电站自动化系统现场调试导则,智能开关设备的概述,整体结构：开关设备本体+智能组件，如右图
3、所示。 基本功能：测量，控制和监测，可集成保护和计量。 技术特征：测量数字化，控制网络化，状态可视化，功能一体化，信息互动化。,智能开关设备的含义,智能开关设备的概述,延安变总体布置,智能开关设备的概述,测量数字化,智能开关设备的概述,控制网络化,智能开关设备的概述,功能一体化,a）将传感器与高压设备或部件进行一体化设计；b）将互感器与高压设备进行一体化设计，以减少变电站占地；c）在智能组件中，将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计。,智能开关设备的概述,信息互动化,a） 与调度系统交互智能化高压设备将其自诊断结果报送（包括主动和应约）到调度系统，使其成为调度决策和高压设备事故预
4、案制定的基础信息之一； b） 与设备运行管理系统互动包括智能组件自主从设备运行管理系统获取宿主设备其它状态信息，以及将自诊断结果报送到设备运行管理系统两个方面。,智能开关设备的概述,智能开关设备的系统结构,智能开关设备的概述,智能开关设备的系统结构,智能开关设备的概述,延安变系统结构图,智能开关设备的概述,智能组件,由一个以上智能电子装置的集 合组成，是宿主设备的一部分； 对于新造开关设备，汇控柜和 智能组件应该合并，统称为智 能组件。 智能组件的三个属性： a）是一个物理设备； b）是宿主高压设备的一部分； c）有一个以上的智能电子装置 组成。,智能开关设备的概述,智能化应用策略,智能开关设
5、备的概述,状态监测应用策略,智能开关设备的概述,智能化高压设备的试验,智能化高压设备的型式试验和出厂试验应在智能组件（包括传感器、控制单元等）安装完毕后进行。在进行高压试验时，智能组件应处于工作状态。试验中和试验后，整个智能化高压设备，包括高压设备、传感器和控制单元、智能组件等，应无异常。电磁兼容试验 绝缘试验,智能开关设备的概述,1、智能开关设备的概述 2、智能开关设备的研究现状 3、智能开关设备的工程应用,主要内容,用PLC取代原有繁琐的二次接线及逻辑电路，通过简单的接线即可达到要求，大大简化了二次接线，减少了断路器的操动机构的辅助开关数目，变电站的维护和检修工作量也相应减少。相关试点工程
6、有：220kV：广西乐滩变云南大关变110kV：河北独山城变河北许庄变河北祝村变河北豫让变,基于PLC控制的智能汇控柜,智能开关设备的研究现状,状态监测的应用,状态监测是对高压开关设备的重要参数能进行实时持续的监测，为状态检修提供重要的数据。 我公司已在三十多个变电站逐步实现了断路器机构状态、SF6密度、微水和局放等监测。 2009年投运的1000kV晋东南变电站所采用的状态监测系统更是实现了对断路器机械特性、触头损耗、气体压力、局放等多种参数的综合监测，其中局放采取的是离线检测。,智能开关设备的研究现状,状态监测应用一览表,智能开关设备的研究现状,数字化变电站工程建设,数字化变电站是由电子式
7、互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。我公司2008年投运的云南吴家营变，郑州吴河变等使用了电子式CT、PT，开关设备智能控制装置等，实现了数字化变电站功能。,智能开关设备的研究现状,数字化变电站业绩,智能开关设备的研究现状,主要研究以下几个方面的状态监测技术：断路器的机械状态监测：包括分合闸线圈电流监测，分合闸行程、速度及时间的监测； 操动机构的储能状态的监测：包括储能状态，电机电流、电压及储能电机打压次数； SF6气体温度、压力以及水分监测； 绝缘子的泄漏电流监测；断路
8、器的电寿命及机械寿命； 进度说明避雷器泄漏电流及动作次数；隔离开关状态监测。同时根据监测到的断路器状态参数，经过数据处理得出开关设备的健康状态并预测其使用寿命。,状态监测技术研究,智能开关设备的研究现状,智能隔离开关的研究,智能开关设备的研究现状,电机电流、行程，温湿度环境等进行监测,开关设备智能控制装置主要特点如下：开关设备控制功能的数字化；集成开关设备的状态监测和故障诊断功能的能力。开关设备控制装置具有符合IEC61850的数字通讯接口； 进度说明,智能控制装置开发（即智能终端）,智能开关设备的研究现状,选相分合闸技术的研究,开关设备分合闸操作时所产生的涌流和过电压等电磁暂态现象，不仅对开
9、关设备本身产生危害，还会引起继电保护装置误动，甚至危及电力系统正常运行，其严重程度与分合闸时电流或电压的相角有关。 灵宝、德阳、宝鸡换流站2009年投运。,智能开关设备的研究现状,电子式互感器的开发及集成技术研究,电子式互感器解决了传统互感器的绝缘、饱和、谐振问题，同时体积小，重量轻。以其这些优点目前在数字化变电站中广泛应用。研制样机并完成全套型式试验，包括精度、高低温、振动、电磁兼容等。,智能开关设备的研究现状,局放检测技术的研究,我公司目前正在开发基于UHF（特高频）传感的GIS局放检测装置，能实现局部放电的检测，定位和诊断，是绝缘状态监测的一个重要方面。,智能开关设备的研究现状,电机驱动
10、操动机构技术的研究,用电机直接驱动断路器进行操作的技术。操动机构只有一个转动的电机转子部件，用电容器代替弹簧或压缩空气来存储控制操动机构的能量；电动机在DSP控制下，直接驱动断路器动触头，进行分合闸操作；电动机操动机构的操动速度和操作时间都是可以控制的，很容 易实现对操动机构和断路器进行 连续的自检、监测及智能控制等 功能。,智能开关设备的研究现状,振动研究,开关设备在操作过程会产生振动，通过振动传感器提取振动信号，经过信号处理，能分析出开关设备的某些运行参数，进而能够判断出开关设备的健康状态。,智能开关设备的研究现状,SF6气体分解物的研究,智能开关设备的研究现状,对于故障和存在缺陷的SF6
11、电气设备气室内，则会因大功率电弧放电、较强的局部放电或异常局部高温产生大量的反应产物；并且随着缺陷类型的不同、缺陷造成的故障程度的不同以及缺陷部位的不同，电气设备内SF6气体的分解产物种类和数量也不相同。根据不同缺陷程度下SF6气体反应产物的种类和含量，可判断SF6电气设备缺陷及快速判断SF6电气设备故障部位。,SCD色谱图,1、智能开关设备的概述 2、智能开关设备的研究现状 3、智能开关设备的工程应用,主要内容,延安变的总体方案,智能开关设备的工程应用,状态监测,智能开关设备的工程应用,传感器的植入,智能开关设备的工程应用,电子式互感器的植入,西安华伟，罗氏线圈和LPCT,南瑞航天，法拉第效
12、应，光纤型,北京许继，法拉第效应，玻璃型,智能开关设备的工程应用,传感器及采集器机械操作试验,智能开关设备的工程应用,传感器及IED联调,智能开关设备的工程应用,电流传感器的电磁兼容试验,智能开关设备的工程应用,辐射电磁场抗扰度,工频磁场抗扰度,静电放电,快速瞬变抗扰度,浪涌抗扰度,射频传导抗扰度,局放监测的比对试验,1,2,3,4,5,图1、2、3为各试品外形，图4为密封试验，图5为传感器比对试验。,智能开关设备的工程应用,内部设备 最大热功耗250w 适宜运行温度 -1050,雨 雪,沙 尘,环境温度 -4070,湿度 90%以下,电磁干扰,太阳辐射 1120w/m2,智能组件柜技术要求,智能开关设备的工程应用,柜体外形,智能开关设备的工程应用,智能组件供电方案,智能开关设备的工程应用,110kV 智能变电站系统方案,智能开关设备的工程应用,智能开关设备的工程应用,1、智能开关设备工作原理上的突破 电机驱动，选相合闸 2、监测状态量的配置原则 参考国网的标准 3、执行国网技术规范遇到的困难，研发存在的主要问题 试验（传感器、绝缘、暂态过程），智能组件 4、影响设备运行的参数因素 5、供货范围分工 6、智能变电站和数字化变电站的区别 智能变电站 = 相对完善的数字化变电站 + 在线监测功能 + 一定的高级应用,FAQ：,谢谢！,
