基于一二次系统融合的高压开关柜智能运行研究

发表时间:2021/1/18   来源:《当代电力文化》2020年24期   作者:侯范武
[导读] 随着电力系统智能化的不断发展,馈线自动化设备包括高压开关柜以及其控制器等均广泛应用到配电系统中
        侯范武
        巨邦集团有限公司    325600
        摘要:随着电力系统智能化的不断发展,馈线自动化设备包括高压开关柜以及其控制器等均广泛应用到配电系统中。高压开关柜的智能化运行对于配电网的智能化提升起着重要作用。母线开关柜内一二次设备融合程度不够,不能满足智能电网、物联网的发展要求。
        关键词:一二次系统;高压开关柜;智能运行;
引言
        电力高压开关柜是控制电路在高压输电过程中的重要设备,高压开关柜是指在电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用于一体的电力控制装备,基本涵盖了高压输电工程的每个环节的操作,保证了高压输电工程的安全性。由此可见,电力高压开关柜在高压输电过程中占据重要位置,设备的安全工作直接影响到高压输电工程的进行,所以必须保证高压开关柜的正常使用。基层的工作人员,要明白高压开关柜突发绝缘事故的原因及应对策略,规范自己对设备的操作手法,保障高压输电工程的顺利进行。
1高压开关柜功能特点
        开关柜是具有保护和控制作用的非常重要的电力设备。开关柜中的断路器可以开断短路电流,预防事故的进一步扩大;负荷开关、接地开关以及隔离开关均可以在一定程度上切断电容性的电流、负荷电流等。由于开关柜是由多种元器件共同组成的封闭整体,因此特征量应当包括开关柜共用参数、断路器参数、接地开关参数、电流互感器参数、电压互感器参数、零序电流互感器参数、避雷器参数和母线参数等。
2开关柜设备运行存在的问题
        2.1高压开关柜设备质量不佳,诱发绝缘事故
        高压开关柜要保证足够的安全性,设备的质量问题必须过关,这样才可以保证高压开关柜正常投入工作。高压开关柜在高压输电工程中扮演着重要的角色,所以设备的耐高压工作性能必须可靠,才能够保证高压输电工作的正常进行。现行的耐高压材料中以瓷器的耐高压性能最强,这是由于组成瓷器的化学组织具有耐高压的特性。但是在一些高压输电过程中,瓷器的耐高压性远远不能够达到工程顺利进行的要求,因为瓷器的电容毕竟有限,所以瓷器材料必须进行必要的加工才可以具有适合高压工作的耐高压性能。比如在瓷器上面涂上环氧树脂这种有机材料,可以增强材料的耐高压性能。如果高压开关柜的耐高压能力不强,就很容易诱发绝缘事故的发生。在一些高压输电设备放置的地方,由于设备自身耐电性能的问题,造成电力能源的泄漏,这是很危险的绝缘事故。
        2.2高压开关柜作业环境不佳,诱发绝缘事故
        电力高压开关柜的工作环境也是诱发绝缘事故的重要原因,高压开关柜的不同工作环境对高压开关柜的工作要求不同,所以,相同的高压开关柜不一定就适应不同的工作环境,这时高压开关柜的使用范围问题就显露了出来。比如,在一些潮湿环境下进行高压输电工作,这时对高压开关柜的耐高压性能就有了更加严格的要求,设备中不能容许有铁器的加入,因为铁器受潮很容易生锈,对一些合成材料来说潮湿的环境更容易使材料生锈,这就会导致高压开关柜设备的报废。设备在材料损坏的情况下不能够正常工作,就会影响到高压输电工作的顺利进行,诱发绝缘事故。所以对一些特殊的环境来说,必须采用特殊的材料制作高压开关柜,可以保证输电工作的正常进行,不然极可能造成高压开关柜的设备损坏。不同的工作环境对高压开关柜的工作要求不同,不能仅凭输电工程的需要进行高压开关柜的配置。输电工程的需要和工作环境的需要这两者要综合起来作为高压开关柜配置的要素,才可以保证输电工程的安全进行。在保证设备可以在工作环境中正常工作的前提下,高压开关柜的作用才可以得到完美的释放,达到控制高压输电工程要求的作用,最大程度上发挥设备控制输电工程进行的优势。
3一二次融合关键技术
        3.1一二次接口融合技术
        一二次设备接口融合匹配与防护技术是第二次融合的关键,标准化接口主要包括多种物理量的接口融合,例如量测接口、通信接口、控制接口和拓展接口等。

在接口的标准化设计过程中,需要将功能接口的通信规约、系统保护参数以及拓展接口参数等信息,根据一定的标准和规则进行统一。在设计过程中,要对接口的尺寸、定义、容量和电平匹配等信息做到一二次融合。在通信规约设计过程中,要考虑国际国内的相关设计准则,并与实际运行习惯相匹配,设计统一的通信标准。保护参数的统一是指二次设备进行保护整定值设置时,要充分考虑一次设备运行的条件,通过参数标准化实现一二次保护系统的可靠运行。在一二次接口的保护和防护过程中,应当实现保护、控制单元具有相同的防护等级,接口使用过程中要实现全封闭和全绝缘,防护等级应当满足一定的IP标准。在接口的统一化进程中,宜采用分布式结构,与开关柜本体一体化设计,减少后期设备调试和检修的工作。
        3.2一二次联动测试技术
        一二次融合设备给设备的联动测试带来了便利。目前,一次和二次设备的测试需要分别进行,主要是由于接口以及之间的融合不匹配。一二次融合技术能够有效地改善这一问题。同时能够不断完善和补充测试内容、测试参数等,实现一二次设备的整体联动测试,方便运维检修人员及时有效地发现一二次设备以及设备联络之间的缺陷,有助于提升电网的安全运行水平。
4一二次融合开关柜功能及特点
        (1)一二次融合系统的开关柜具有人机交互的技术特性,能够实现基本的保护和控制功能,在实时监测系统的潮流变化基础上,能够做到快速切除发现的故障,增加了智能开关设备,为感知、判断故障与执行保护增加了一道防线。一二次融合过程中还加入了各类传感器,将一次设备及二次设备的运行状态采集到传感器中,通过相应的信息处理,输送到远方控制中心。通过传感器的数据能够实现远方控制,提高运行的可靠性和自愈能力。由于开关柜内部元件较为复杂,各类元件的安装位置不同,在构成一二次融合系统时,应当将元件进行分组分类,将功能类似的软件用模块化的形式组合在一起。一二次融合之后的开关柜,其一次和二次系统之间的电缆连接数量将大为减少,同时能够把接线关系密切的控制电器、二次设备与相应的一次设备布置于同一组件中。另一方面,还能够压缩尺寸外形,减少电压等级的划分,有助于电气参数的检查与调试,可以把经常检修、实验、维护和易损的元件组合在一起。
        (2)培养优秀的工作人员,规范设备调控操作.虽然技术的不断升级会将人力的操作通过科技的手段逐一代替,但是在一些重要的决断操作面前,优秀的操作人员仍占据着主导地位。优秀的工作人员可以引导输电工程正常有序地进行,同时也可以在一些突发事故面前实施相应的应对操作,将事故造成的损失最小化。尤其是现在,电力高压开关柜技术还没有到达完全替代人力的程度,这个时候更需要优秀的操作人员对输电工程中的高压开关柜进行精确规范的操作,在输电工程中充当指挥的作用。
结束语
        对于电路系统来说,高压开关柜是最为关键的组织部分,是确保电路系统稳定供电的关键点。因此才需要得到人们足够的注意力,要做好高压开关柜检修维护工作,保障工作效果、工作质量。只有高压开关柜能够稳定运行后,人们才能够正常用电和生活,保障用电质量,为人们提供稳定电力,推动我国经济系统的快速发展
参考文献
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        [4]王鹏,刘玉婷,邹阳,徐碧川,童超.高压开关柜主要缺陷及原因分析[J].电力设备管理,2019(02):35-36+68.
        
        作者简介:侯范武,男 1991年7月 安徽省灵璧县 浙江省温州市乐清市,主要从事一二次融合成套环网柜关键技术研究及产业化工作
       
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