智能高压开关设备的发展及应用探讨

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:陆袁
[导读] 摘要:随着我国国民经济的不断发展,城市人口数量在不断的增加,人们对于生产生活用电的需求也在不断的提高。
        (安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心  安徽芜湖  241008)(安徽省电器设备电磁兼容(EMC)省级实验室  安徽芜湖  241008)(安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司  安徽芜湖  241008)
        摘要:随着我国国民经济的不断发展,城市人口数量在不断的增加,人们对于生产生活用电的需求也在不断的提高。在这样的时代背景下,建设智能电网已经成为了我国的主要发展目标。智能高压开关设备作为我国智能电网建设的重要组成部分,对于促进电力系统的顺利运行有着重要的作用。本文以我国智能高压开关设备的发展现状,智能高压开关设备功能的具体特点,以及智能高压开关设备的具体应用为主要论述内容,旨在为我国电力行业的发展提供参考和借鉴。
        关键词:高压开关;发展趋势;具体应用
        智能高压开关设备是一个技术性较高的控制设备。智能高压开关设备通常由本体、传感器、控制器等智能组件构成[1],这不仅使得高压开关设备具有正常的开关设备的功能,还具有检测设备问题的功能。智能高压开关设备的主要功能是对开关设备的整体运转进行实时的监控、诊断和评估,并且根据评估的数据,对开关设备进行自动化的控制。通过对智能高压开关设备的组件进行科学合理的设计,可以提高电网对开关设备运行状况以及功能的监控和监测。
        1.智能高压开关设备发展现状
        在20世纪50年代,我国学习国外先进的高压开关设备制造技术之后,开始进行高压开关设备的生产工作。直到20世纪六十年代,我国的高压开关设备制造技术仍然比较落后。在我国改革开放政策之后,我国在引进国外先进的高压开关设备制造技术的基础上,不断地进行自主创新,从而使得我国高压开关设备制造行业更进一步。现如今,我国大多数的电力系统中,高压开关设备使用SF6断路器和真空断路器[2]。在我国科研人员不断进行自主研发的情况下,110kV双断真空断路器已研制成功[3]。该技术的出现提高了我国高压开关设备制造技术在世界上的地位。现如今,我国许多变电站的设备已经达到了智能化的水平。
        2.智能高压开关设备功能特点
        2.1实时进行监测和预警
        智能高压开关设备是控制我国电力系统,对设备进行保护的主要设备,其工作原理是通过智能组件对电力系统以及设备进行实时的监控。当系统和设备出现问题时,及时的进行报警,并且将事故的故障控制在可控的范围内,减小事故所产生的影响。因此,安装智能高压开关设备促进我国电力系统正常运转,供电设备安全运行的关键。
        2.2能够承受较大功率
        当电力系统出现故障时,电流通常会高于额定电流的几十倍。因此,智能高压开关设备要能够承受较大的功率,及时地对故障电流进行闭合。
        2.3及时处理
        当电力系统以及相关设备出现故障时,如果智能高压开关设备阻断电流的速度较慢,那么会影响电力系统运行的平稳性,并且会给周围的工作人员带来潜在的安全隐患。因此,当电力系统出现故障时,智能高压开关设备中的断路器要在接收到电力系统故障信号之后,以最快的速度切断故障电流。目前,我国智能高压开关设备切断故障电流的操作时间通常在0.06秒内[4]。除了能够及时地切断故障电流以外,智能高压电器开关设备还应该对整个电力系统的运行状况进行实时的监控,并且要确保正常线路的平稳运行,在监控设备、保护设备、隔离电路等方面上发挥作用,促进我国电力系统的平稳运行。
        3.智能高压开关设备的应用
        3.1状态监测
        智能电子设备状态监测可以对智能高压开关设备等数据进行采集、整合和分析。根据智能电网对智能高压开关设备的要求,在进行隔离式断路器的设计过程中,做到开关设备与检测系统深入的融合,对机械设备状况进行更好的监控。


        3.2智能终端
        智能终端指的是智能高压开关设备的控制系统,能对设备进行实时的开关,并且对设备的数据进行测量,要测量的数据上传到网络当中。智能终端具有传输信息以及实时通讯的功能,支持向变电站传输设备的状况,并且接受变电器所下发的指示。智能终端帮助智能高压开关设备与电缆进行连接,可以对小信号进行接收,实现对用电设备状况的实时监控。除此之外,智能终端可以通过光纤来连接设备,实现对设备的及时调控。
        3.3 合并单元
        合并单元指的是通过传感器将电流以及电压的数据进行传输,并且对数据信息进行处理。通过一台合并单元可以将多个传感器的数据进行整合,进而可以得到电网系统的电流值和电压值,合并单元在确定数据品质后将数据传输到智能电子设备。
        4.智能高压开关设备发展趋势
        电力系统的安全性与每一个用户的生命安全都息息相关。提高智能高压开关设备的安全性迫在眉睫。随着我国的生产制造工艺都不断完善,新型材料的不断产生,智能高压开关设备的发展更为乐观。
        4.1新型材料的应用
        由于变电站通常都在室外建设,其设备的耐腐蚀性、耐高温性等性能对于延长高压设备的使用年限有着重要的影响。现如今,一些新型的绝缘材料已经应用在智能高压开关设备当中,比如陶瓷、橡胶等材料。目前,我国新型材料生产商对于防腐蚀技术还在进行进一步的研究。
        4.2使用寿命的延长
        智能高压开关设备需要维修人员对设备进行定期的维护和保养,这样会消耗大量的人力资源和物力资源。如何延长开关设备的使用年限是设备生产商所要考虑的主要问题。弹簧操纵机构和电磁操纵机构可以使智能高压开关设备达到5000次以上的开关,这样可以基本的满足用户的需求。但是,由于智能高压开关设备中的电容器、蓄电池等电子配件的使用年限较短不能够满足用户所需求的使用年限。因此,在此方面上还需要进行不断的研发和创新。
        4.3保护环境
        在许多智能高压开关设备当中,六氟化硫因为其独特的优势,被广泛应用到电器的制造和生产当中。由于六氟化硫是主要的温室气体之一,与我国可持续发展的发展战略大相径庭。因此,在进行生产和制造智能高压开关设备时,要减少六氟化硫气体的使用。然而,我国还没有找到替代六氟化硫的气体,这也是我国在保护环境中所面临的主要问题。
        4.4自动化
        智能高压开关设备具有联动性、智能化等特点,这为工作人员与设备进行更好的联系创造的可能性。远程遥控操作、现场快速安装都在不久的将来可以得以应用。通过提高智能高压开关设备的自动化程度可以减少工作人员的工作量。
        结束语:
        随着我国经济的不断发展,人们对电力的需求也在不断地增加,对电力设备进行不断地改进和创新并且对电网建设进行不断地完善,促进我国经济发展有着战略性意义。现如今,我国在智能电网领域中已经取得了突出的成绩,并且在不断朝着智能化的方向发展。在未来的几十年间,我国会在智能电网领域进行进一步的创新和发展,在技术和设备上取得突破,为我国国民经济发展贡献出一份力量。
        参考文献:
        [1]孙亚辉, 户外高压开关设备防护体系关键智能技术及应用. 福建省,国网福建省电力有限公司检修分公司,2017-08-23.
        [2]李良权,宋亚凯.电力电子技术在智能高压开关设备中的应用[J].河南科技,2018(22):55-56.
        [3]张帅军,王润锋,孔德涛.GIS高压组合电器在智能化变电站中的应用探讨[J].黑龙江科技信息,2016,(30):106.
        [4]王建华,张国钢,耿英三, 等.智能电器最新技术研究及应用发展前景[J].电工技术学报,2015,30(9):1-11.
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