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傳感器

配網(wǎng)自動化系統(tǒng)柱上開關(guān)的選型

2025China.cn   2009年10月26日

1 柱上開關(guān)的類型
 
  目前市場上的柱上開關(guān)形式多樣,性能也各不相同。具體可按以下6種方式分類:①按生產(chǎn)國可分為國產(chǎn)和進口2種;②按觸頭滅弧能力可分為斷路器、負荷開關(guān);③按絕緣介質(zhì)可分為油絕緣、空氣絕緣、SF6絕緣;④按操動機構(gòu)可分為電磁操動機構(gòu)、彈簧操動機構(gòu)、永磁操動機構(gòu);⑤按控制器的功能可分為斷路器、重合器、分段器;⑥按出線套管的材質(zhì)可分為瓷套管和硅橡膠套管等。

2 各類開關(guān)的特點

  2.1 國產(chǎn)開關(guān)設(shè)備。

  優(yōu)點:按國內(nèi)電力系統(tǒng)的使用特點設(shè)計制造;一般采用彈簧操動機構(gòu),可進行電動和手動分合閘操作;電流互感器二次電流按5 A設(shè)計,可設(shè)多組、多變壓比,有利于滿足繼電保護、遙測、計量的不同要求;一般斷路器本身配置隔離開關(guān),并且斷路器與隔離開關(guān)之間設(shè)有操作閉鎖。

  缺點:斷路器內(nèi)部多采用空氣絕緣,安全性能受周圍環(huán)境的影響較大;無專用的操作控制箱,繼電保護功能靠U,W兩相的電流脫扣器來實現(xiàn),因此無法實現(xiàn)繼電保護的上、下級的合理配合,容易造成斷路器誤動和拒動;操動機構(gòu)制造工藝粗糙、氣密性差,尤其在空氣潮濕或沿海地區(qū),在很短的時間內(nèi)機構(gòu)部件便有可能嚴重銹蝕,無法進行正常的操作。

 ?。玻?進口斷路器。

  所有進口斷路器的共同點是:①電流互感器二次電流按1 A設(shè)計,規(guī)格有600/1和1000/1等2種;②所有斷路器均不配隔離開關(guān);③配有專用的操作控制器,控制器的控制、保護功能齊全,可選擇性強,有利于上、下級保護的配合;④多采用零表壓下的SF6氣體絕緣,密封性能好,內(nèi)部絕緣不受外部環(huán)境的影響,操動機構(gòu)制造工藝優(yōu)良且大多密封在SF6氣體腔內(nèi),現(xiàn)場免維護;⑤價格高,幾乎是國產(chǎn)斷路器的2倍;⑥訂貨周期長;⑦一旦斷路器發(fā)生問題,現(xiàn)場一般不能維修。

  2.3 斷路器、重合器、負荷開關(guān)。

  斷路器具有很強的滅弧能力,可切斷故障電流,配備含微機保護的控制器,可實現(xiàn)對分支線路的保護。重合器開關(guān)本體與斷路器完全相同,區(qū)別在于控制器的功能上。斷路器的控制器功能簡單,僅具備控制和線路電流保護功能,其他功能靠FTU實現(xiàn)。而重合器的控制器除了具備斷路器控制器的所有功能外,還具有3次以上的重合閘、多種特性曲線、相位判斷、程序恢復(fù)、運行程序儲存、自主判斷、與自動化系統(tǒng)的連接等功能,但價格較高。負荷開關(guān)可以閉合故障電流,開斷額定負荷電流,采用真空和SF6滅弧。其主要作為線路的分段開關(guān),配備智能控制器就成為分段器,造價較低。

3 各類操動機構(gòu)的特點

 ?。常?電磁操動機構(gòu)。

  合閘電流大,零部件多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。除電動分、合閘外,還可以手動分閘操作。不能手動合閘送電,只可以在沒有電源的情況下用合閘手柄合上斷路器。不能作為配網(wǎng)自動化的理想選擇產(chǎn)品。

 ?。常?永磁操動機構(gòu)。

  永磁操動機構(gòu)是一種新概念的操動機構(gòu),它有單穩(wěn)態(tài)和雙穩(wěn)態(tài)之分。特點是結(jié)構(gòu)簡單,開關(guān)狀態(tài)靠永久磁鐵的磁力保持,機械傳動部件非常少,機構(gòu)密封程度較高,受外界影響較小。但其本質(zhì)上還是電磁操動機構(gòu),瞬時功率大及機械特性控制是其難點,控制器較復(fù)雜,其啟動電容以及電子控制線路的壽命、溫度特性及可靠性是操動機構(gòu)總體可靠性的“瓶頸”,應(yīng)加以高度重視。永磁操動機構(gòu)最為致命的缺點是沒有手動合閘手柄,在合閘送電時,如果遇到控制器或合閘回路故障將會覺得非常棘手。

 ?。常?彈簧操動機構(gòu)。

  國產(chǎn)彈簧操動機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計觀念陳舊、氣密性差、機械壽命短。進口彈簧操動機構(gòu)目前以三角板式操動機構(gòu)為代表,結(jié)構(gòu)非常簡單,零部件極少,整個機構(gòu)密封在SF6氣體腔內(nèi),故障幾率極低。其功能不但能滿足電動操作,還可以進行手動分、合閘操作,即使控制器發(fā)生故障也能盡快手動恢復(fù)送電,是目前最為理想的操動機構(gòu)。

4 開關(guān)的選型
  
  配網(wǎng)自動化以故障自動診斷、故障區(qū)域自動隔離、非故障區(qū)域自動恢復(fù)送電為目的,開關(guān)的選型也要以此為依據(jù),針對不同的控制方式采用不同選擇。

 ?。矗?就地控制方式,即初級自動化。這種方式線路短,分段小,應(yīng)采用重合器。充分利用重合器的重合及動作時限配合,實現(xiàn)對故障區(qū)的自動隔離和非故障區(qū)自動恢復(fù)送電。

  4.2 對于分布智能控制方式,需要FTU將檢測到的各種信號通過點對點通信,把故障區(qū)斷路器的狀態(tài)及其他信息傳送到臨近的FTU,識別故障區(qū)段,實現(xiàn)自動隔離和恢復(fù)送電,即FTU+重合器或智能FTU+斷路器。
 
 ?。矗?集中控制方式,是將FTU監(jiān)控終端檢測到的信息,通過通信系統(tǒng)送至配電總服務(wù)器,由配電總服務(wù)器進行全面計算管理。在干線發(fā)生故障后,先由站內(nèi)饋線斷路器斷開故障線路,并進行一次重合。如果重合成功,控制中心不作判斷;如果重合不成功,控制中心則在自動判別后,遙控自動化系統(tǒng)斷路器隔離故障區(qū),恢復(fù)非故障區(qū)供電。這種控制模式下,隔離故障區(qū)段是在線路無電流、電壓的情況下進行的,所以分段器完全可以采用負荷開關(guān)以降低成本。分支線路安裝斷路器,加裝微機保護,準(zhǔn)確及時地切除故障分支,減少自動化動作次數(shù),縮短停電范圍和時間。這種模式采取分段用負荷開關(guān),分支用斷路器的方式比較經(jīng)濟實用。

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