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配网自动化系统柱上开关的特点与选型

配网自动化系统柱上开关的特点与选型

中国电工网讯:

1 柱上开关的类型

目前市场上的柱上开关形式多样,性能也各不相同。具体可按以下6种方式分类:①按生产国可分为国产和进口2种;②按触头灭弧能力可分为断路器、负荷开关;③按绝缘介质可分为油绝缘、空气绝缘、SF6绝缘;④按操动机构可分为电磁操动机构、弹簧操动机构、永磁操动机构;⑤按控制器的功能可分为断路器、重合器、分段器;⑥按出线套管的材质可分为瓷套管和硅橡胶套管等。

2 各类开关的特点

2.1 国产开关设备。优点:按国内电力系统的使用特点设计制造;一般采用弹簧操动机构,可进行电动和手动分合闸操作;电流互感器二次电流按5 A设计,可设多组、多变压比,有利于满足继电保护、遥测、计量的不同要求;一般断路器本身配置隔离开关,并且断路器与隔离开关之间设有操作闭锁。缺点:断路器内部多采用空气绝缘,安全性能受周围环境的影响较大;无专用的操作控制箱,继电保护功能靠U,W两相的电流脱扣器来实现,因此无法实现继电保护的上、下级的合理配合,容易造成断路器误动和拒动;操动机构制造工艺粗糙、气密性差,尤其在空气潮湿或沿海地区,在很短的时间内机构部件便有可能严重锈蚀,无法进行正常的操作。

2.2 进口断路器。所有进口断路器的共同点是:①电流互感器二次电流按1 A设计,规格有600/1和1000/1等2种;②所有断路器均不配隔离开关;③配有专用的操作控制器,控制器的控制、保护功能齐全,可选择性强,有利于上、下级保护的配合;④多采用零表压下的SF6气体绝缘,密封性能好,内部绝缘不受外部环境的影响,操动机构制造工艺优良且大多密封在SF6气体腔内,现场免维护;⑤价格高,几乎是国产断路器的2倍;⑥订货周期长;⑦一旦断路器发生问题,现场一般不能维修。

2.3 断路器、重合器、负荷开关。断路器具有很强的灭弧能力,可切断故障电流,配备含微机保护的控制器,可实现对分支线路的保护。重合器开关本体与断路器完全相同,区别在于控制器的功能上。断路器的控制器功能简单,仅具备控制和线路电流保护功能,其他功能靠FTU实现。而重合器的控制器除了具备断路器控制器的所有功能外,还具有3次以上的重郑州军海脑科医院合闸、甘肃最好的治疗癫痫医院多种特性曲线、相位判断、程序恢复、运行程序储存、自主判断、与中际医院QQ自动化系统的连接等功能,但价格较高。负荷开关可以闭合故障电流,开断额定负荷电流,采用真空和SF6灭弧。其主要作为线路的分段开关,配备智能控制器就成为分段器,造价较低。

3 各类操动机构的特点

3.1 电磁操动机构。合闸电流大,零部件多,结构复杂。除电动分、合闸外,还可以手动分闸操作。不能手动合闸送电,只可以在没有电源的情况下用合闸手柄合上断路器。不能作为配网自动化的理想选择产品。

3.2 永磁操动机构。永磁操动机构是一种新概念的操动机构,它有单稳态和双稳态之分。特点是结构简单,开关状态靠永久磁铁的磁力保持,机械传动部件非常少,机构密封程度较高,受外南昌癫痫病医院界影响较小。但其本质上还是电磁操动机构,瞬时功率大及机械特性控制是其难点,控制器较复杂,其启动电容以及电子控制线路的寿命、温度特性及可靠性是操动机构总体可靠性的“瓶颈”,应加以高度重视。永磁操动机构较为致命的缺点是没有手动合闸手柄,在合闸送电时,如果遇到控制器或合闸回路故障将会觉得非常棘手。

3.3 弹簧操动机构。国产弹簧操动机构结构复杂、设计观念陈旧、气密性差、机械寿命短。进口弹簧操动机构目前以三角板式操动机构为代表,结构非常简单,零部件极少,整个机构密封在SF6气体腔内,故障几率极低。其功能不但能满足电动操作,还可以进行手动分、合闸操作,即使控制器发生故障也能尽快手动恢复送电,是目前较为理想的操动机构。

4 开关的选型

配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的,开关的选型也要以此为依据,针对不同的控制方式采用不同选择。

4.1 就地控制方式,即初级自动化。这种方式线路短,分段小,应采用重合器。充分利用重合器的重合及动作时限配合,实现对故障区的自动隔离和非故障区自动恢复送电。

4.2 对于分布智能控制方式,需要FTU将检测到的各种信号通过点对点通信,把故障区断路器的状态及其他信息传送到临近的FTU,识别故障区段,实现自动隔离和恢复送电,即FTU+重合器或智能FTU+断路器。

4.3 集中控制方式,是将FTU监控终端检测到的信息,通过通信系统送至配电总服务器,由配电总服务器进行全面计算管理。在干线发生故障后,先由站内馈线断路器断开故障线路,并进行一次重合。如果重合成功,控制中心不作判断;如果重合不成功,控制中心则在自动判别后,遥控自动化系统断路器隔离故障区,恢复非故障区供电。这种控制模式下,隔离故障区段是在线路无电流、电压的情况下进行的,所以分段器完全可以采用负荷开关以降低成本。分支线路安装断路器,加装微机保护,准确及时地切除故障分支,减少自动化动作次数,缩短停电范围和时间。这种模式采取分段用负荷开关,分支用断路器的方式比较经济实用。


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