《配网分界分段开关（智能永磁真空断路器）功能优化探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《配网分界分段开关（智能永磁真空断路器）功能优化探讨（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 配网分界分段开关（智能永磁真空断路器）功能优化探讨 李鑫李宁马骥骥摘要：随着社会经济和科学技术的高速发展，城乡电网对高质量、高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求。逐步实现城乡电网的配电自动化、电气化、智能化，以提高整个配电系统的电能和供电可靠性，其社会效益和经济效益都是非常明显的。为此，我国目前正投以巨资对城乡电网进行建设与改造。智能电网就是电网的智能化（智电电力），也被称为“电网2.0”，它是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其主要特
2、征包括自愈、激励和包括用户、抵御攻击、提供满足21世纪用户需求的电能质量、容许各种不同发电形式的接入、启动电力市场以及资产的优化高效运行。关键词：配网分界;分段开关;功能优化;探讨：TM564：A：1672-9129（2020）06-0188-02Abstract：Withtherapiddevelopmentofsocialeconomyandscienceandtechnology，urbanandruralpowergridhasputforwardhigherandhigherrequirementsforhighqualityandhighreliabilityofpowersupp
3、ly.Graduallyrealizetheurbanandruralpowerdistributionautomation，electrification，intelligence，inordertoimprovethewholepowerdistributionsystemandpowersupplyreliability，itssocialbenefitsandeconomicbenefitsareveryobvious.Therefore，Chinaisinvestingahugeamountofmoneyintheconstructionandtransformationofurba
4、nandruralpowergrids.Smartgridisthegridintelligent（electricpower），alsoknownasthegrid2.0，itisbasedontheintegration，high-speedbidirectionalcommunicationnetwork，onthebasisofthroughtheuseofadvancedsensorandmeasuringtechnology，advancedequipmenttechnology，theadvancedcontrolmethod，andtheapplicationofadvance
5、dtechnologyofdecisionsupportsystem，realizethegridreliability，security，economic，efficientandenvironmentfriendlyandusethesecuritytarget，Itsmainfeaturesincludeself-healing，motivatingandencompassingusers，resistingattacks，providingpowerqualitythatmeetstheneedsofusersinthe21stcentury，allowingaccesstovario
6、usformsofpowergeneration，initiatingpowermarkets，andoptimizingandoperatingassetsefficiently.Keywords：distributionnetworkboundary;Sectionswitch;Functionoptimization;Todiscuss配網分界分段开关（高压真空断路器）作为一种高压电力开关设备，是电网的重要组成部分，其作用举足轻重，电力系统不仅需要靠它切断和接通正常运行工况下高压电路中的空载电流和负荷电流，以完成对输电网络的控制;还需要靠它在系统发生故障时与保护装置及自动装置相配合，迅速
7、切断相当大的故障电流，防止事故扩大，保证系统的安全运行以及保护部分电力设施。为满足电网发展，尤其是电网的智能化发展需要，满足电力用户对高质量、高可靠性供电需要，国网新疆电力公司吐鲁番供电公司近几年一直对配网线路设备进行改造升级，为配合供电吐鲁番供电公司配网自动化建设，我公司近两年来积极配合吐鲁番供电公司进行设备改造升级，与供电公司相关部门一起攻克技术难关。目前设备基本功能构架已经定型，在整个升级改造过程中，我们根据国家电网、国家电网新疆电力公司，以及国网吐鲁番电力公司相关技术要求，再结合吐鲁番地区的电网线路特点，因地制宜地对我们的配网分界分段开关智能永磁断路器进行了功能优化，在此我要对这个阶段
8、的功能优化发表一下意见。高压开关（断路器）的一个最基本性能就是机械可靠性，断路器的全部使命，归根到底是体现在触头的分、合动作使，而分、合动作又是通过操动机构来实现的，因此操动机构的工作性能和质量的优劣，对高压断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。真空断路器的操动机构，从最初的电磁操动机构，发展到现在广泛应用的弹簧操动机构。弹簧机构利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能（也有人力储能），利用弹簧能进行分合闸操作，从而对电源要求低，交直流均可操作，电源丢失仍可完成一个合分循环，因此得到广泛应用。但弹簧机构也有其自身不可克服的缺点：零件数量多，要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品可靠性不易
9、保证，限制了真空开关向电气寿命、免维护等要求更高的方向发展。操动机构故障占断路器故障的70%左右。由此可见，操动机构是电力系统的最大“安全隐患”，其性能的好坏将影响到整个电力系统能否可靠稳定运行。而操动机构历经了电磁机构弹簧机构永磁机构这一演变过程，永磁断路器的出现，对于整个电力系统的稳定运行具有十分重要的意义。永磁机构已在我国制造部门和运行部门形成了热潮，国家电网公司在关于发布国家电网公司重点应用新技术目录的通知（国家电网科（2006）323号）中明确将永磁操动机构、小型化、免维护的真空技术列为配电与用电的新技术应用方向。由于新疆地处亚欧大陆腹地，相对较恶劣的气候以及环境条件，导致新疆电网在
10、升级改造时，直接越过大部分地区先使用弹簧操动断路器的过渡阶段，直接配用永磁真空断路器。弹簧操动机构零件数量多，多个零部件通过齿轮，卡槽，挡板，锁扣，脱口等工艺环节链接到一起或者各个机械功能，那么新疆相对恶劣的气候以及地理环境，很容易破坏弹簧操动机构的机械特性，昼夜温差较大，外检环境会促使金属热胀冷缩，那么多个零部件的热胀冷缩会使机构的连接公差不断改变最终破坏弹簧操动机构的机械特性。新疆地区沙漠多，风沙大，过多的尘土杂质附着到零部件上也容易破坏弹簧操动机构的机械特性。永磁机构零部件数目大大减少，断路器的机械可靠性显著提高;而且由于动作部件少，中间转换和连接机构也很少，大大减少了动作时间的分散性和
11、不可控性，为断路器实现智能化操作提供了技术条件。此次配网分界分段开关的功能优化，是我公司基于多年对永磁断路器的生产研发技术投入和在新疆投运永磁断路器多年的实践经验与售后回访以及国网吐鲁番供电公司李宁李主管的技术指导所完成的。具体主要有以下几点：1操动机构由单机构改为手自一体双机构早期投运的永磁断路，因其结构的特殊性，分合闸通过控制器实现，若控制器出现故障，断路器主体有紧急分合闸拉环，可实现紧急分闸;而控制器故障要继续合闸，则必须要更换控制，这大大地影响了通电用電的稳定性，智能电网的自愈能力也无从说起，由此，我们对断路器进行了改进，将断路器改进为手自一体永磁断路器，在原有永磁操动机构的基础上，我
12、们在操动系统里面多加了一个独立开来的手动操动机构，永磁机构与手动机构相互独立，但是又可以不受不论是哪一个操动机构先改变分合状态后的影响下继续操作改变分合状态。手自一体双机构结构的断路器其机械特性处于双保险状态，因永磁机构优良的机械特性，以平时永磁机构为主机械状态，当因为控制器故障、电压互感器故障、永磁机构失去分合动力等原因造成永磁机构无法实现断路器分合闸时，则可以通过备用的手动弹簧操动机构对断路器进行分合闸操作。2断路器主体三相合成零序改为三相独立零序断路器监测线路设备状态，通过开关主体上面的各种传感器（电压电流互感器），采取高压一次信号，再通过控制电缆将信号传导到配电开关监控终端（FTU），
13、配电开关监控终端再将一次信号进行一二次整定，再通过预先设置好的保护定值，起到合理切断线路从而保护电网和电力设备的作用。近几年，国网对于线路接地保护功能的实现上花了很多精力，多数断路器实现接地保护功能是通过获取零序电流。现在获取零序电流的普遍方式有两种，一种是通过三相电流互感器采集三相电流，再通过配电开关监控终端将三相电流换算为相位差电流即零序电流来判定接地故障。这种方式所获得的零序电流，误差相对较大，很有可能产生零序误报警与零序误跳闸的情况。为了获取比较准确的零序电流，有些断路器采用独立零序互感器，因为采集B相多数的作用就是为了整定出零序电流，所以通常独立零序的互感器集成的是A、C两相电流互感
14、器，对于我们三相电流的采集仅限于于A相与C相，虽然这加强了零序电流精度，却忽略了B相电流的采集，在一些特定的故障判断中，无法精确判定。所以对断路器做的第二个优化是采用了三相独立零序电流互感器。3配电开关监控终端（FTU）物联网智能化吐鲁番供电公司在吐鲁番设立了主站服务器，我们的配电开关监控终端（FTU）需要与主站进行联网对接以及数据传送，通过对FTU的通讯芯片进行升级，使主站与FTU进行万物物联;对FTU的程序进行了重新编程，通过对通讯报文的解析，对应的点表编辑，以及相应的计数统一，最终实现与主站之间数据合理、精准地通讯，各个断路器会通过FTU将自身检测到的实时遥测与遥信数据，与主站进行数据收
15、发。通过以上技术手段，运维检修人员就可以通过一台服务器，检测每台断路器的运行状况，从而实现足不出户，视察大范围电网状况，及时精确的发现电网故障点，提高电网的运转效率与自愈能力。4配电开关监控终端（FTU）维护简化随着智能电网的普及，几乎每台短路路都要配置配电开关监控终端（FTU），永磁断路器因其可靠的机械特性，故障率很低，但作为与之配套的FTU，长期使用在恶劣环境，其电源直接通过电压互感器将线路10kV电源转换为220V电源对其供电，其获取的电源也相对不稳定，FTU的日常维护将会增多，FTU维护简化设计也是势在必行的。FTU维护简化设计除了可以提高运维检修工作效率，并且加强安全保障。电容与蓄电
16、池都是FTU的易损品，在设计时通过空间的合理规划，一是要做到可拆卸好拆卸，另一方面将一切安全隐患尽可能进行隔绝，例如：电容放电的瞬时输出能量很大，要将电容的位置尽可能放到维护时碰不到电容输出口的位置，同时又要可以做到电容容易拆装。各个开关部分要做明确标识，以防混淆。同时FTU的接口要统一化，如若设备损坏无法维护，可以随时调用别的设备进行更换。随着智能电网的不断推进，配网分界分段开关将不断扩大其使用范围，也将不断在电网运行当中发挥更大的作用，因此配网分界分段开关的功能与配置将会不断需要提升优化。参考文献：1开关型电压调节系统的双目标优化设计J.陈芬，蔡宣三.清华大学学报（自然科学版）.1989（01） -全文完-
