智能开关设备

1、中国电力工程顾问集团公司智能电网技术中心西 南 电 力 设 计 院SOUTHWEST ELECTRIC POWER DESIGN INSTITUTE二O一一年六月成都批 准： 审 定： 审 核： 校 核： 编 写： 专题报告之一总报告专题报告之二智能变电站状态监测系统调研报告专题报告之三避雷器状态监测调研报告专题报告之四智能变压器调研报告专题报告之五智能开关调研报告专题报告之六智能变电站互感器调研报告专题报告之七自动化系统调研报告专题报告之八智能辅助控制系统调研报告专题报告之九交直流一体化电源调研报告专题报告之十一体化信息平台调研报告专题报告之十一系统保护、远动、通信智能化调研报告专题报告之十

2、二智能变电站土建调研报告摘 要根据本次智能开关设备的应用现状调研工作，目前智能开关设备的主要现状如下：（1）从已建的智能变电站的情况来看，智能开关设备的研发和生产仍然处于“电力功能元件+智能组件”的阶段，即“开关设备本体+传感器和执行器+智能组件”的方式，一体化程度仍然较低；（2）智能开关设备的智能组件包含了智能单元、合并单元、状态监测IED 3大类基本智能组件；（3）智能单元仍未集成所有的控制单元、测量单元、电量保护、计量单元，从目前的情况来看，开关设备的电量保护、计量单元、测量单元仍未实现下放，集中布置于继电器室内；（4）从目前的情况来看，目前的状态监测IED的大部分产品还不能实现根据传感

3、器信息分析出所监测设备目前的运行状态，或者说只能实现部分的信息参量的分析。在目前的条件下，状态监测IED更多的扮演的是一个数据汇总、数据转换、基础分析、数据上传的角色；（5）根据监测对象的不同，开关设备状态监测主要监测了三个方面的状态量：操作机构机械特性状态监测、SF6气体状态监测（压力、微水）和局部放电状态监测，但是现阶段智能开关设备SF6微水状态监测配置的必要性不高，且配置成本较高，推荐暂不配置SF6微水状态监测；（9）智能控制柜由于采用双层柜结构且电子设备功率较高，电子设备发热现象严重。在调研工作的基础上，报告对智能开关设备存在的问题进行了分析，即SF6微水监测的必要性以及智能组件的散热

4、问题。最后，报告针对目前智能开关设备存在的问题，提出了下一阶段应重点研究的内容，包括：（1）研究智能开关设备智能组件整合的可行性，提出智能开关设备功能一体化的建议。（2）进一步研究开关设备配置SF6微水状态监测的技术经济比较，完成专题报告编制。（3）进一步研究智能控制柜发热的问题，提出最经济合理的解决方案。目 录1. 概述12. 智能开关调研工作基本介绍13. 智能开关发展现状分析23.1 智能开关的基本结构型式63.2 智能开关的智能组件分类73.3 智能开关的智能组件功能分析74.主要问题分析105.下阶段的研究方向20实现本间隔的远动功能，如交流采样、状态信号采集、同期操作、刀闸控制、全

5、站防误闭锁功能等。500kV和220kV系统按断路器单元和母线单元配置智能终端，断路器智能终端双套配置，母线单元智能终端单套配置；35kV分支断路器及母线单元均单套配置智能终端a. SF6气体在运行中，受电弧放电或高温后，会分解成单体的氟、硫和氟硫化合物，电弧消失后会又化合成稳定的SF6气体。当气体中含有水分时，出现的氟硫化合物会与水反应生成腐蚀性很强的氢氟酸、硫酸和其他毒性很强的化学物质等，危及维护人员的生命安全，对断路器的绝缘材料或金属材料造成腐蚀，使绝缘劣化，导致机械操作失灵,甚至发生设备爆炸。.序号超标原因解决方案引发类别1控制SF6新气质量关，充入断路器之前对新气进行微水测试。施工工

6、艺2在开关设备充SF6气体时，操作不当带入的水分造成超标尽量在晴朗干燥天气进行充气，并严格按照有关规程和检修工艺操作要求进行操作。施工工艺3绝缘件带入的水分；绝缘件干燥处理完毕后立即进行密封包装，在安装现场未组装的绝缘件应存放在有干燥氮气的容器中。施工工艺4吸附剂带入的水分采用高效吸附剂，使用前进行活化处理，安装时尽量缩短暴露于大气中的时间，减少吸附剂自身带入的水分。施工工艺5透过密封件渗入的水分采用渗透率小的密封件，防止水气分子渗透。制造工艺6断路器的泄漏点渗入的水分加强断路器密封面的加工、组装的质量管理，保证密封良好。制造工艺充气口、管路接头、法兰处渗漏、铝铸件砂孔等SF6气体泄漏点，是水

7、进入开关设备内部的主要通道，由此进入SF6气体中的水份占有较大比重。由于设备内部的水气含量较低，水气分压要远低于外界的水气压力，仅为外界水气压力的几十分之一或几百分之一，这样虽然开关设备内部气体总压力约为外界气体压力的46倍，水气还是会通过泄漏点进入开关设备内部。该过程是一个持续的过程，时间越长，渗入的水气含量就越多，而开关设备SF6气体监测除了SF6微水监测外，还配有SF6气体温度和压力监测，通过对SF6气体压力的实时监测，可以实时了解开关设备是否存在泄漏点，一旦发现有泄漏尽快检修，可以有效避免开关设备内的微水超标。据了解，194项目宁波理工沈阳仪表上海思源华电云通微水传感器单价（万元）1.511.21.5被动散热主动换气箱体结构六面双层不锈钢六面双层不锈钢箱体尺寸1300mmx800mmx600mm1300mmx800mmx600mm换气扇功率-约120W换气扇启动温度-25环境温度2020智能组件功耗60W60W内柜温度3331散热方式散热效果不稳定因素功耗成本被动散热最