2023學(xué)年完整公開課版智能斷路器

智能斷路器課程：變電站綜合自動(dòng)化與集中控制國家級(jí)供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫授課教師高愛云目錄1智能斷路器的定義2智能開關(guān)的優(yōu)越性3典型系統(tǒng)4數(shù)字接口5小結(jié)國家級(jí)供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫1智能斷路器的定義為什么要智能化斷路器？CIGRE對(duì)SF6斷路器的可靠性調(diào)查結(jié)果表明，72%的故障是由斷路器的二次設(shè)備、機(jī)械缺陷引起的。1智能斷路器的定義高壓斷路器二次技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是用微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)和新型傳感器建立新的斷路器二次系統(tǒng)，開發(fā)具有智能化操作功能的斷路器。由電力電子技術(shù)、數(shù)字化控制裝置組成執(zhí)行單元，代替常規(guī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的輔助開關(guān)和輔助繼電器?？砂措妷翰ㄐ慰刂铺?、合閘角度，精確控制跳、合閘過程的時(shí)間，減少瞬時(shí)過電壓幅值。斷路器操作所需的各種信息由裝在斷路器設(shè)備內(nèi)的數(shù)字化控制裝置直接處理，使斷路器裝置能獨(dú)立地執(zhí)行其當(dāng)?shù)毓δ?，而不依賴于變電站?jí)的控制系統(tǒng)。新型傳感器與數(shù)字化控制裝置相配合，獨(dú)立采集運(yùn)行數(shù)據(jù)，可檢測(cè)設(shè)備缺陷和故障，在缺陷變?yōu)楣收现鞍l(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便采取措施避免事故發(fā)生。斷路器具有數(shù)字化接口，可收發(fā)GOOSE消息以實(shí)現(xiàn)開關(guān)控制。1智能斷路器的定義智能操作斷路器是在現(xiàn)有斷路器的基礎(chǔ)上引入智能控制單元，它由數(shù)據(jù)采集、智能識(shí)別和調(diào)節(jié)裝置3個(gè)基本模塊構(gòu)成。1智能斷路器的定義基于微機(jī)、電力電子技術(shù)和新型傳感器（電子互感器、光學(xué)互感器）建立新的斷路器二次系統(tǒng)；智能斷路器的技術(shù)基礎(chǔ)基于IEC61850，保護(hù)和控制命令可以通過光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與斷路器操作機(jī)構(gòu)的數(shù)字化接口。這些技術(shù)使得變電站的過程層也得以數(shù)字化，以太網(wǎng)構(gòu)成全變電站的神經(jīng)中樞。目錄1智能斷路器的定義2智能開關(guān)的優(yōu)越性3典型系統(tǒng)4數(shù)字接口5小結(jié)國家級(jí)供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫2智能斷路器的優(yōu)越性使斷路器實(shí)際操作大多是在較低速度下開斷，從而減小斷路器開斷時(shí)的沖擊力和機(jī)械磨損，不僅可減少機(jī)械故障和提高可靠性，還能提高斷路器的操作使用壽命，在工程上有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；有可能改變目前的試探性自動(dòng)重合閘的工作方式，而成為自適應(yīng)自動(dòng)重合閘，即做到在短路故障開斷后，如故障仍存在，則會(huì)拒絕重合，只有當(dāng)故障消除后才能重合；122智能斷路器的優(yōu)越性實(shí)現(xiàn)分相合閘，降低合閘操作過電壓，取消合閘電阻，進(jìn)一步提高可靠性；實(shí)現(xiàn)分相分閘，控制實(shí)際燃弧時(shí)間，使斷路器起弧時(shí)間控制在最有利于燃弧的相位角，不受系統(tǒng)燃弧時(shí)差要求的限制，從而提高斷路器實(shí)際開斷能力；實(shí)現(xiàn)集成開關(guān)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)緊湊型變電站。345目錄1智能斷路器的定義2智能開關(guān)的優(yōu)越性3典型系統(tǒng)4數(shù)字接口5小結(jié)國家級(jí)供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫3典型系統(tǒng)智能斷路器技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展就是將非常規(guī)互感器、間隔內(nèi)的隔離開關(guān)、接地開關(guān)等一次設(shè)備及其相應(yīng)控制裝置有機(jī)地組合和集成到智能斷路器內(nèi)，這種集成裝置可稱為智能開關(guān)系統(tǒng)。集成開關(guān)設(shè)備（系統(tǒng)）3典型系統(tǒng)插接式開關(guān)系統(tǒng)PASS(Plug&SwitchSystem)。

PASS采用了智能化傳感器技術(shù)和微處理技術(shù)，通過數(shù)字通信實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、診斷、過程監(jiān)視和站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控。通過智能軟件分析可確定出設(shè)備的運(yùn)行狀況。PASS中安裝了電子式互感器。通過高速現(xiàn)場(chǎng)總線傳送數(shù)字化的電流電壓信號(hào)。ABB智能斷路器：PASS全部采用智能化PASS開關(guān)的澳大利亞的275kVBlackwall變電站和Braemar變電站已分別于1999年和2000年投入了運(yùn)行。3典型系統(tǒng)MITS智能化開關(guān)產(chǎn)品（MitsubishiInformationTechnologySwitchgear）

MITS以無鐵芯電流互感器和分壓式電壓互感器取代了常規(guī)電流互感器和電壓互感器，配合使用同步相位控制器和復(fù)合傳感器，可以實(shí)現(xiàn)智能化變電站的全數(shù)字化要求。三菱：MITS三菱公司在廣東500kV西江變電站部分間隔安裝了MITS系統(tǒng)，由南瑞繼保、北京四方提供配套的二次保護(hù)控制設(shè)備，進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)。3典型系統(tǒng)HIS(HighlyIntegratedSwitchgear)

類似于ABB的PASS，但未采用電子式互感器。在斷路器智能化方面，采用了智能模塊對(duì)斷路器的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，并通過高速現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)阶冸娬緦幼鬟M(jìn)一步的分析。SIEMENS：HIS3典型系統(tǒng)國內(nèi)制造商也開始了智能斷路器技術(shù)的研究，平頂山天鷹集團(tuán)的ZF11-252KVGIS，狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)集成了傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、監(jiān)測(cè)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及通訊技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS產(chǎn)品內(nèi)部電器元件、特別是對(duì)其中斷路器及其操作機(jī)構(gòu)部分的狀態(tài)監(jiān)測(cè)，通過對(duì)其內(nèi)部多種狀態(tài)參數(shù)的采集和結(jié)果的分析處理，完成狀態(tài)信息和分析結(jié)果的顯示以及相應(yīng)的控制操作，已在云南大關(guān)變應(yīng)用。國內(nèi)情況南瑞PCS-9820A智能控制裝置和CZX-12R1型操作繼電器可組成智能斷路器操作系統(tǒng)。目錄1智能斷路器的定義2智能開關(guān)的優(yōu)越性3典型系統(tǒng)4數(shù)字接口5小結(jié)國家級(jí)供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫4數(shù)字接口目錄1智能斷路器的定義2智能開關(guān)的優(yōu)越性3典型系統(tǒng)4數(shù)字接口5小結(jié)國家級(jí)供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫5小結(jié)智能操作的核心是斷路器能夠根據(jù)其工作條件自動(dòng)地調(diào)整開斷性能以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)操作。跳合閘信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)方式傳輸，省