1、智能化断路器简介智能化断路器简介 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案22内容内容u 智能断路器的定义智能断路器的定义u 智能开关的优越性智能开关的优越性u 典型系统典型系统u 数字接口数字接口 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案33为什么智能化断路器？为什么智能化断路器？基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案44智能化智能化断路器简介断路器简介u CIGRE对对SF6断路器的可靠性调查结果表明，断路器的可靠性调查结果表明，72%的故障是由断的故障是由断路器的二次设备、机械缺陷引起的。路器的二次设备、机械缺陷引起的。SF6 断路器的现状断路器的现
2、状 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案55智能化智能化断路器断路器简介简介智能断路器智能断路器u 高压断路器二次技术的发展趋势是用微电子、计算机技术和新型高压断路器二次技术的发展趋势是用微电子、计算机技术和新型传感器建立新的断路器二次系统，开发具有智能化操作功能的断传感器建立新的断路器二次系统，开发具有智能化操作功能的断路器。路器。w由电力电子技术、数字化控制装置组成执行单元由电力电子技术、数字化控制装置组成执行单元，代替常规机械结构，代替常规机械结构的辅助开关和辅助继电器。可按电压波形控制跳、合闸角度，精确控的辅助开关和辅助继电器。可按电压波形控制跳、合闸角度，精确控制跳、
3、合闸过程的时间，减少瞬时过电压幅值。制跳、合闸过程的时间，减少瞬时过电压幅值。w断路器操作所需的各种信息由装在断路器设备内的数字化控制装置直断路器操作所需的各种信息由装在断路器设备内的数字化控制装置直接处理，使接处理，使断路器装置能独立地执行其当地功能断路器装置能独立地执行其当地功能，而不依赖于变电站，而不依赖于变电站级的控制系统。级的控制系统。w新型传感器与数字化控制装置相配合，独立采集运行数据，新型传感器与数字化控制装置相配合，独立采集运行数据，可检测设可检测设备缺陷和故障备缺陷和故障，在缺陷变为故障之前发出报警信号，以便采取措施避，在缺陷变为故障之前发出报警信号，以便采取措施避免事故发生
4、。免事故发生。w断路器具有数字化接口，可收发断路器具有数字化接口，可收发GOOSE消息以实现开关控制。消息以实现开关控制。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案66智能化智能化断路器断路器简介简介智能断路器智能断路器u 智能操作断路器是在现有断路器的基础上引入智能控制单元，它智能操作断路器是在现有断路器的基础上引入智能控制单元，它由数据采集、智能识别和调节装置由数据采集、智能识别和调节装置3个基本模块构成。个基本模块构成。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案77智能化智能化断路器断路器简介简介智能断路器的技术基础智能断路器的技术基础u 基于基于微机、电力电子技术和
5、新型传感器微机、电力电子技术和新型传感器（电子互感器、光学（电子互感器、光学互感器）建立新的断路器二次系统；互感器）建立新的断路器二次系统；u 基于基于IEC 61850，保护和控制命令可以通过光纤网络实现与保护和控制命令可以通过光纤网络实现与断路器操作机构的断路器操作机构的数字化接口数字化接口。这些技术使得变电站的过程。这些技术使得变电站的过程层也得以数字化，以太网构成全变电站的神经中枢。层也得以数字化，以太网构成全变电站的神经中枢。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案88智能化智能化断路器断路器简介简介u 光纤电流传感器安装在电压为光纤电流传感器安装在电压为145KV的断路
6、器上的断路器上应用实例应用实例 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案99智能断路器的优越性智能断路器的优越性 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1010智能化智能化断路器断路器简介简介智能操作的优越性智能操作的优越性u 使断路器实际操作大多是在较低速度下开断使断路器实际操作大多是在较低速度下开断，从而减小断路器开，从而减小断路器开断时的冲击力和机械磨损，不仅可减少机械故障和提高可靠性，断时的冲击力和机械磨损，不仅可减少机械故障和提高可靠性，还能提高断路器的操作使用寿命，在工程上有较大的经济效益和还能提高断路器的操作使用寿命，在工程上有较大的经济效益和社会效益；
7、社会效益；u 有可能改变目前的试探性自动重合闸的工作方式，而成为有可能改变目前的试探性自动重合闸的工作方式，而成为自适应自适应自动重合闸自动重合闸，即做到在短路故障开断后，如故障仍存在，则会拒，即做到在短路故障开断后，如故障仍存在，则会拒绝重合，只有当故障消除后才能重合；绝重合，只有当故障消除后才能重合；u 实现实现分分相合闸相合闸，降低合闸操作过电压，取消合闸电阻，进一步提，降低合闸操作过电压，取消合闸电阻，进一步提高可靠性；高可靠性；u 实现实现分相分相分闸分闸，控制实际燃弧时间，使断路器起弧时间控制在最，控制实际燃弧时间，使断路器起弧时间控制在最有利于燃弧的相位角，不受系统燃弧时差要求的
8、限制，从而提高有利于燃弧的相位角，不受系统燃弧时差要求的限制，从而提高断路器实际开断能力；断路器实际开断能力；u 实现实现集成开关设备集成开关设备，从而实现紧凑型变电站。，从而实现紧凑型变电站。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1111典型的系统典型的系统 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1212智能化智能化断路器断路器集成开关设备（系统）集成开关设备（系统）u 智能断路器技术的进一步发展就是将非常规互感器、间隔内的隔智能断路器技术的进一步发展就是将非常规互感器、间隔内的隔离开关、接地开关等一次设备及其相应控制装置有机地组合和集离开关、接地开关等一次设备及
9、其相应控制装置有机地组合和集成到智能断路器内，这种集成装置可称为智能开关系统。成到智能断路器内，这种集成装置可称为智能开关系统。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1313智能化智能化断路器断路器ABB智能断路器：智能断路器：PASSu 插接式开关系统插接式开关系统PASS(Plug&Switch System)。PASS采用了智能化传感器技术和微处理技术，通过数字通信实采用了智能化传感器技术和微处理技术，通过数字通信实现对设备的在线监测、诊断、过程监视和站内计算机监控。通过现对设备的在线监测、诊断、过程监视和站内计算机监控。通过智能软件分析可确定出设备的运行状况。智能软件分析
10、可确定出设备的运行状况。PASS中安装了中安装了电子式电子式互感器互感器。通过高速现场总线传送数字化的电流电压信号。通过高速现场总线传送数字化的电流电压信号。u 全部采用智能化全部采用智能化PASS开关的澳大利亚的开关的澳大利亚的275kV Blackwall变电站变电站和和Braemar变电站已分别于变电站已分别于2019年和年和2000年投入了运行。年投入了运行。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1414智能化智能化断路器断路器三菱：三菱：MITSu MITS智能化开关产品（智能化开关产品（Mitsubishi Information Technology Switchg
11、ear）MITS以以无铁芯电流互感器和分压式电压互感器无铁芯电流互感器和分压式电压互感器取代了常规电取代了常规电流互感器和电压互感器，配合使用同步相位控制器和复合传感流互感器和电压互感器，配合使用同步相位控制器和复合传感器，可以实现智能化变电站的全数字化要求。器，可以实现智能化变电站的全数字化要求。u 三菱公司在广东三菱公司在广东500kV西江变电站部分间隔安装了西江变电站部分间隔安装了MITS系统系统，由南瑞继保、北京四方提供配套的二次保护控制设备，进行，由南瑞继保、北京四方提供配套的二次保护控制设备，进行运行试验。运行试验。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1515智能化
12、智能化断路器断路器 SIEMENS：HISu HIS(Highly Integrated Switchgear)类似于类似于ABB的的PASS，但未采用电子式互感器。在断路器智能，但未采用电子式互感器。在断路器智能化方面，采用了智能模块对断路器的相关参数进行监视，并通化方面，采用了智能模块对断路器的相关参数进行监视，并通过高速现场总线传输到变电站层作进一步的分析。过高速现场总线传输到变电站层作进一步的分析。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1616智能化智能化断路器断路器 国内情况国内情况u 国内制造商也开始了智能断路器技术的研究，平顶山天鹰集团国内制造商也开始了智能断路器技
13、术的研究，平顶山天鹰集团的的ZF11-252KV GIS，状态监控系统集成了传感器技术、，状态监控系统集成了传感器技术、PLC技术、计算机技术、监测技术、网络技术以及通讯技术等，实技术、计算机技术、监测技术、网络技术以及通讯技术等，实现对现对GIS产品内部电器元件、特别是对其中断路器及其操作机产品内部电器元件、特别是对其中断路器及其操作机构部分的状态监测，通过对其内部多种状态参数的采集和结果构部分的状态监测，通过对其内部多种状态参数的采集和结果的分析处理，完成状态信息和分析结果的显示以及相应的控制的分析处理，完成状态信息和分析结果的显示以及相应的控制操作，已在云南大关变应用。操作，已在云南大关
14、变应用。u 南瑞南瑞PCS-9820A智能控制装置和智能控制装置和CZX-12R1型操作继电器可组型操作继电器可组成智能断路器操作系统。成智能断路器操作系统。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1717数字接口数字接口 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1818智能化智能化断路器断路器数字接口数字接口 基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案1919智能化智能化断路器断路器小结小结u 智能操作的核心是断路器能够根据其工作条件自动地调整开断智能操作的核心是断路器能够根据其工作条件自动地调整开断性能以实现最优操作。性能以实现最优操作。u 跳合闸信号通过网络方式传输，省却了大量的二次电缆，这将跳合闸信号通过网络方式传输，省却了大量的二次电缆，这将大大提高变电站二次系统的可靠性和安全性；同时，将有利于大大提高变电站二次系统的可靠性和安全性；同时，将有利于实现二次系统的状态检修。实现二次系统的状态检修。u 智能断路器是数字化变电站的重要支撑技术。该技术的应用对智能断路器是数字化变电站的重要支撑技术。该技术的应用对于提高电网安全稳定水平具有积极和长远的意义。于提高电网安全稳定水平具有积极和长远的意义。基于IEC61850的变电站自动化系统及保护解决方案2020Thank you
