一二次深度融合成套柱上断路器汇报课件.pptx

1、一二次深度融合成套柱上断路器研制与应用目录目录总体方案及总体方案及研制内容研制内容型式试验与专业检测型式试验与专业检测二一三整机整机挂网试运行情况挂网试运行情况一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容一二次融合不是简单的集成，是将电压/电流传感器二次设备功能融合到开关本体一次设备，是基于整合实现的成套开关一体化与融合技术，实现开关设备的运行状态、控制状态、负载能力等综合感知的设备智能化 总体方案构思 一二次深度融合，是集合电气技术、绝缘技术、电力电子技术、量测技术、材料及工艺技术等为一体的交叉技术架构，单一专向研发资源无法实现突破 基于多技术融合的产业形态特点，置信电气与固缘科技组成联合体施

2、行研究开发 总体方案实施路径 开关本体结构优化方案-彻底解决箱体密封、固封绝缘、EMC、机械寿命等问题 无源电流传感器开发方案-研究高精度电流传感器设计原理、材料工艺以及元件选型等技术 无源电压传感器开发方案-研究高精度电压传感器分压方案、电气与结构，电容器件及材料工艺技术 连接阻容匹配精度评估-研究解决高精度传感器与电缆、FTU等关联性的阻容参数匹配方法 总体方案课题分解 采用合金铝材整体铸造工艺一次成型；同时开发了适用于机构箱体密封构造的新型楔子形密封件，彻底解决了密封问题，防护等级达到IP67，杜绝箱体内部机构及传动部件凝露、锈蚀导致的开关拒动问题新型软连接传统软连接一一.总体方案及研制

3、内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 机构箱体密封工艺技术 机构传动性能优化技术 改变传统软连接结构，采用新型全屏蔽冷压接工艺，导电杆横向不受力，机械寿命可达3万次，短耐大于20kA/4s新型楔子形密封圈铸造箱体及机构补单个极柱图片一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容 研究了脂环类户外环氧树脂材料配比及APG工艺，开发了浇注成型的精密模具，解决了流体浇注固封存在的内应力、隐裂纹等技术问题，提升了固封极柱的绝缘性能和机械性能 采用APG工艺将主回路器件和传感器一体化浇注，在解决了电流传感器LPCT的出线屏蔽和软连接屏蔽的前提下，实现了在1.2Ur电压下几乎无局

4、放，确保局放小于5pC14.4kV的高水平l 嵌入式浇注前，开关部件集成工序先进，避免工序中人为质量隐患的同时，批量生产效率提高。新型极柱固体绝缘技术工艺开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术性能比较一二次深度融合断路器市场同类产品结构性能（技术指标）绝缘极柱采用脂环类户外环氧树脂材料和APG工艺，实现1.2Ur下无局放极柱多采用BMC材料模压成型，外敷硅橡胶，1.2Ur下局放20pC软连接采用全屏蔽冷压接工艺，导电杆横向不受力，寿命确保1万次以上软连接采用传统冷压接工艺，导电杆横向受力，寿命小于1万次电流/电压传感器与本体深度融合，整体满足绝缘强度水平电磁式PT、CT，或传感器外部集成

5、，整体存在绝缘隐患密封性能机构箱体采用合金铝整体铸造工艺一次成型，密封等级达IP67机构箱体采用不锈钢焊接，无法密封空气中水份，密封等级IP65新型的楔子形密封件，转动轴的横向分力增强了密封性能（可浸水）传统的O型圈密封件，转动轴的横向作用力影响密封性能一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 通过对传统开关结构的深入研究，聚焦密封性能、机构传动以及极柱固封工艺等优化设计与制造，开关本体性能大幅度提高。12kV一二次融合柱上开关本体参数名称技术参数单位额定电压12kV额定电流630A额定短时耐受电流20（25）kA额定短路持续时间4s额定峰值耐受电

6、流50（63）kA机械寿命10000次额定工频耐受电压干式相间及相对地42、断口48kV湿式相间及相对地34、断口38kV雷电冲击耐受电压相间及相对地75、断口85kV局部放电14.4kV时，10pCpC防护等级IP67一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容电流传感器及安装示意图无源交流电流传感器（单相）适用于共箱式柱上开关内置安装，型号：YTLNQ10-720-20适用于极柱式柱上开关，浇注嵌入绝缘极柱内，型号：YTLNW10-720-32开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 目前，已完成无源电

7、流传感器的研发，并按照团标配电网10kV及20kV交流传感器技术条件T/ZDG 018-2018要求，首家在国家高电压计量中心通过全套型式试验一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 电流传感器（LPCT）正序、零序合一的接线方式 相电流的二次小信号采用电阻取样 零序电流小信号通过二次测串联CT后电阻取样 保护措施：压敏电阻、气体放电管以及TVS分级保护。u 电气设计方案u 电流传感器技术要求额定电流比相电流600A/1V零序电流20A/0.2V准确级相电流0.5S/5P10零序电流1/10P10一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电

8、流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 通过结构和工艺研究，多方案设计、样品试验验证，最终研制出满足团标的、分别适用于共箱式与极柱式嵌入型电流传感器，特别是运行变差！电流传感器-4070范围内的比差曲线电流传感器-4070范围内的角差曲线电流传感器精度在-4070范围内满足0.5S级要求一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容主要研究与解决的技术难点：局部放电问题研究与研制 电场干扰问题研究 电磁干扰问题研究 超低温误差（温度补偿）设计 带负荷能力、抗短路能力等工艺设计 融合后的绝缘强度（工频、雷电冲击）u 结构工艺技术研究 解决这些关键技术难点，涉及到传感器电路结构、产品结构、材料应用及工艺等

9、 目前市场上能够采购到的电子器件，通过检测基本上不能满足设计的要求，所以，绝大多数器件需要按照我们特殊要求独立制作。如取样电阻、隔离线圈等。另外一个关键问题是：上述技术难点存在极大的关联性，必须同时解决开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术电压传感器及安装示意图无源交流电压传感器适用于极柱式柱上开关，浇注嵌入绝缘极柱内，型号：YTJNW10-32适用于共箱式柱上开关内置安装，型号：YTJNQ10-20 目前，已完成无源电压传感器的研发，并按照团标配电网10kV及20kV交流传感器技术条件T/ZDG 01

10、8-2018要求，首家在国家高电压计量中心通过全套型式试验一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术u 电压传感器技术要求额定电压比相电压（10kV/3）/（3.25V/3）零序电压（10kV/3）/（6.5V/3）准确级相电压0.5/3P零序电压1/3P 电压传感器采用电容分压原理（选用薄膜电容）零序电压为三相合成电压（如图）电阻R为泄放电阻，气体放电管Gc起用于泄放雷电暂态过电流和限制过电压等保护作用u 电气设计方案零序电压采集电路图相电压采集电路图一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 通过结构和

11、工艺设计，多方案试验验证，最终研制出满足团标要求的、分别适用于共箱式与极柱式嵌入型电压传感器，特别是绝缘水平和运行变差要求！电压传感器-4070范围内的比差曲线电压传感器-4070范围内的角差曲线电压传感器精度在-4070范围内满足0.5级要求一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容主要研究与解决的技术难点：局部放电问题研究 电场干扰问题的解决 电磁干扰问题（特别是环境磁场影响）的解决 超低温误差（温度补偿）问题设计 融合后的绝缘强度（工频、雷电冲击）u 结构工艺技术研究 同样情况，解决这些关键技术问题，涉及到电压传感器的电子电路结构、产品结构、材料选用及工艺技术等诸多问题。多数电子器件需要

12、按照特殊要求独立加工制作。如电容、泄放电阻等。另外，研究的技术难点之间存在极大的关联性，须同时解决。开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 传感器设计与参数匹配已经解决了。外部阻容匹配的最大问题，是对高精度传感器输出后的采样精度问题。包括两方面：一是测试仪器，二是二次配电终端FTU 仪器本身的采样精度低，特别是角差精度。比传感器的输出精度相差10个数量级 仪器的输入阻抗千差万别，不同厂家生产的仪器、同一厂家生产的不同产品都存在输入阻抗的差异 解决办法：知名厂家的定制化仪器，并对仪器本身进行校核试验用测试

13、仪器 FTU对传感器的采样精度误差大，目前市场上的FTU采集精度远低于传感器的精度要求 终端FTU输入阻抗更是五花八门，不同厂家生产的FTU都存在输入阻抗的差异 解决办法：加强配电终端设计规范化；关键参数的专业检测馈线终端FTU一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 四大课题深入研究，多种方案、各种工艺、试品与试验相互验证，最终完成一二次深度融合的成套柱上开关 产品各项指标经过第三方充分验证（试验报告见第二部分）我们在产品设计、试制阶段，专门购置了高低温试验箱、紫外线以及盐雾试验箱等环境试验设备，对整机做了大量的研究性以及现场严酷环境的模拟测试一

14、一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容电流传感器不仅是完全由无源器件组成，且结构和用料与传统电流互感器并无区别，所以不存在寿命匹配问题电压传感器同样也是由无源器件组成，最大的担心点在于电容。电压传感器上，我们是采用了单级4000V耐压的薄膜电容，而实际使用的耐压值小于2000V、运行电压值只有不足200V，其可靠性要远高于高压或超高压CVT的参数一二次融合ZW32产品在南美、北美、东南亚等国已经应用多年，只是传感精度要求低。1.关于“融合后传感器的寿命匹配”问题针对有感电阻、电容等各电子器件的工作点实行合理的参数配置高精度传感器，角差范围在8分以内其实是传感器的带负荷能力问题，相对强大的负荷

15、能力对电缆连接所改变的负荷数值相比，受到的影响很小。实际应用中，在815m范围内的电缆连接，是在标准要求的精度范围内。2.有关“连接电缆后电压传感器的角差偏大”问题解释行业关注的两个热点问题：一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术取电方法优 点缺 点PT电源输出稳定，方便应用功率大，满足大功率输出要求体积大，安装接线繁琐二次侧短路（饱和）引起事故CT结构简单，可带电安装应用广，多用于故障指示器受线路电流影响大，电源不稳定输出功率小太阳能结构简单，安装方便新能源，绿色环保受天气影响，夜间不能供电输出功率有限且不稳定电容供电稳定可靠，无铁磁谐振问题体

16、积小，重量轻，可与一次融合运行验证不充分安全保证电路较复杂一一.总体方案及研制内容总体方案及研制内容开关本体电流传感器电压传感器阻容匹配取电技术 从取电方式看，电容取电对于户外柱上开关来说是首选方式，特别针对一二次融合的配电产品 为满足输出功率要求，电容取电关键技术难点：1.核心部件（电容）的设计 2.线路出现零序电流时，会提高零序电流导致单线接地误报目前，我们两家公司正在研究电容取电技术，现已完成样机测试。实现的参数为：单相取电，实现输出功率10W；三相取电，实现输出功率30W；进线侧和出线侧同时三相取电，实现输出功率60W；相间取电，实现输出功率15W（可相对提高可靠性）目录目录总体方案及

17、研制内容总体方案及研制内容型式试验与专业检测型式试验与专业检测二一三整机挂网试运行情况整机挂网试运行情况二二.型式试验型式试验与专业检测与专业检测试验类别融合后开关本体传感器FTU成套设备型式试验GB/T 11022-2011GB 1984-2014DL/T 402-2016DL/T 593-2016T/ZDG 018-2018DL/T 721DL/T 634.5-101DL/T 634.5-104入网专业检测国网配电自动化终端入网专业检测大纲国网一二次融合成套柱上开关一体化专业检测大纲安全专项检测国网配电自动化系统及设备信息安全专业检验大纲 针对一二次融合成套柱上开关设备，其产品的技术架构、

18、设备形态、装配工艺等发生了重大变革，因此，需要对核心元件乃至成套设备分别进行国家专业机构的第三方试验验证。（试验验证严格性-以保证新产品质量）二二.型式试验型式试验与专业检测与专业检测极柱式ZW32(H)型一二次融合开关本体型式试验报告严格按断路器试验要求进行，对融合的电流、电压传感器是一个考验电流、电压传感器的型式试验已完成，试验报告正在出具中目录目录总体方案及研制内容总体方案及研制内容型式试验与专业检测型式试验与专业检测二一三整机挂网试运行情况整机挂网试运行情况三三.整机挂网试运行情况整机挂网试运行情况桂东02挂网桂东02遥测数据桂东02遥信 一二次融合柱上成套断路器ZW32(H)整机已在福建厦门挂网运行，实现了基于GSM的“三遥”功能，目前整机运行状况良好。三三.整机挂网试运行情况整机挂网试运行情况桂东33挂网桂东33遥测数据桂东33遥信三三.整机挂网试运行情况整机挂网试运行情况桂东42挂网桂东42遥测数据桂东42遥信三三.整机挂网试运行情况整机挂网试运行情况桂东43遥测数据桂东43遥信汇报完毕，谢谢聆听！