新一代智能站關(guān)鍵智能一次設備

新一代智能站關(guān)鍵智能一次設備第一頁，共35頁。技術(shù)特點：智能組件與變壓器有機結(jié)合，電子式互感器與套管嵌入安裝，實現(xiàn)測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化特征。智能組件與變壓器集成組件柜前視圖組件柜背視圖一、新一代智能變電站第二頁，共35頁。技術(shù)特點：滿足隔離開關(guān)斷口要求，集成線路側(cè)接地刀閘，與電子互感器一體化制造，節(jié)省占地25%～40%左右工程應用：目前,ABB已研發(fā)出72.5kV～550kV隔離斷路器并制定了相關(guān)IEC標準，國際已運行1300多臺;我國平高、西開集團已研制成功SF6集成式隔離斷路器(220kV、110kV)。標準：國際IEC62271-108:2005，國家標準GB/T2774-2011《額定電壓72.5kV及以上交流隔離斷路器》隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器普通斷路器隔離式斷路器集成電子式互感器、具有隔離功能的斷路器（DCB）

一、新一代智能變電站第三頁，共35頁。技術(shù)特點：利用真空度在線監(jiān)測、絕緣狀態(tài)檢測等技術(shù)實現(xiàn)開關(guān)柜智能化。利用氮氣、空氣等環(huán)保氣體替代SF6氣體，采用低氣壓力實現(xiàn)環(huán)境友好目標，降低運行成本；有效節(jié)約占地30%～40%。工程應用：示范工程中仍采用SF6氣體柜，下一步擴大示范擬試點應用環(huán)保氣體柜。智能環(huán)境友好型金屬封閉開關(guān)設備環(huán)保氣體替代SF6A：斷路器氣室B：母線氣室C：電纜室D：斷路器壓力釋放通道E：母線室壓力釋放通道F：低壓控制室一、新一代智能變電站第四頁，共35頁。新一代智能變電站隔離斷路器應用情況二、工作概況變電站名稱平高公司西開公司ABB公司220kV重慶大石126kVDCB——252kVDCB110kV武漢未來城——126kVDCB——

選擇兩座戶外站應用隔離斷路器設備，戶內(nèi)站選用智能化GIS設備第五頁，共35頁。三、

DCB技術(shù)進展1、研制背景傳統(tǒng)設計：傳統(tǒng)變電站設計時，通常在斷路器兩側(cè)安裝隔離開關(guān)，進行檢修或維護作業(yè)時，打開隔離斷口用于隔離相鄰線路或設備。選擇該設計的初衷：斷路器結(jié)構(gòu)相對復雜，早期產(chǎn)品可靠性較低，保證檢修斷路器時不影響線路正常供電。而隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)較為簡單，據(jù)早期統(tǒng)計表明，一般的斷路器維護周期為1～2年，而隔離開關(guān)能達到4～5年，可靠性高于斷路器。第六頁，共35頁。傳統(tǒng)變電站設計三、

DCB技術(shù)進展第七頁，共35頁。近50年開關(guān)設備故障率變化趨勢三、

DCB技術(shù)進展第八頁，共35頁。2、產(chǎn)品定義與原理：

2005年10月，發(fā)布了國際標準IEC62271-108。針對72.5kV及以上電壓等級的隔離斷路器給出了定義和使用要求，其中對隔離斷路器(Disconnectingcircuit-breaker)給出了明確定義：具有隔離開關(guān)功能的斷路器，即當觸頭在分閘位置時，這種斷路器可以實現(xiàn)隔離開關(guān)的功能。三、

DCB技術(shù)進展第九頁，共35頁。系統(tǒng)接線原理圖三、

DCB技術(shù)進展第十頁，共35頁。工作原理：

隔離斷路器（DCB）在動作過程中僅有一套運動觸頭，當處于分閘位置時，傳統(tǒng)隔離開關(guān)功能通過DCB滅弧室觸頭來實現(xiàn)，在隔離斷路器滅弧室內(nèi)，沒有多余觸頭或部件用于隔離開關(guān)功能。隔離斷路器有單相操作和三相機械聯(lián)動兩種操作方式，通常采用彈簧操動機構(gòu)。額定電壓245kV及以下采用單斷口設計，362～420kV一般采用雙斷口設計。隔離斷路器的額定電流、電壓與斷路器參數(shù)一致。三、

DCB技術(shù)進展第十一頁，共35頁。隔離斷路器的運行位置：三個位置-合閘位置-分閘位置-隔離閉鎖位置具有鎖定系統(tǒng)并可以在隔離開關(guān)位置上鎖三、

DCB技術(shù)進展第十二頁，共35頁。隔離斷路器配置外部接地開關(guān)（可選）

接地開關(guān)置于斷口外，只有當隔離斷路器閉鎖在分閘位置時方可進行接地開關(guān)的合閘操作，可實現(xiàn)遠方電機操作，具有可見的接地和非接地位置，可就地掛鎖，確保運維操作人員安全。三、

DCB技術(shù)進展第十三頁，共35頁。隔離斷路器的合、分閘及閉鎖位置三、

DCB技術(shù)進展第十四頁，共35頁。3、產(chǎn)品裝用情況隔離斷路器產(chǎn)品系列三、

DCB技術(shù)進展第十五頁，共35頁。產(chǎn)品運行業(yè)績：截至2014年，DCB產(chǎn)品訂單量超過2000臺。用戶業(yè)績按照國家和產(chǎn)品統(tǒng)計如下，主要國家為瑞典，挪威，芬蘭；銷售最多的型號依次為LTB145、HPL420、LTB72.5和HPL245。三、

DCB技術(shù)進展第十六頁，共35頁。4、變電站設計差異雙母線系統(tǒng)改造方案：改造為單母線分段系統(tǒng)。三、

DCB技術(shù)進展第十七頁，共35頁。5、產(chǎn)品優(yōu)勢降低電力設備使用量；簡化接線方式；節(jié)省空間和占地面積；易于安裝調(diào)試；沒有均壓電容三、

DCB技術(shù)進展第十八頁，共35頁。6、隔離斷路器與電子式互感器集成目前，145kV和245kVDCB與電子式式互感器集成應用，且產(chǎn)品在2015年具備交貨能力。2015年開展集成FOCS的DCB試點應用。三、

DCB技術(shù)進展第十九頁，共35頁。四、關(guān)鍵技術(shù)1、確定產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)隔離斷路器環(huán)境條件參數(shù)和其余隔離斷路器參數(shù)參照瓷柱式斷路器，接地開關(guān)參數(shù)參照常規(guī)敞開式接地開關(guān)參數(shù)，電子式互感器參數(shù)參照獨立式互感器參數(shù)。按照最高標準選擇。額定電壓kV（有效值）額定短時工頻耐受電壓kV（有效值）額定雷電沖擊耐受電壓kV（峰值）通用值隔離斷口通用值隔離斷口126230230（+73）550550（+103）252460460（+146）10501050（+206）表

隔離斷路器絕緣水平參數(shù)第二十頁，共35頁。2、126kV隔離斷路器總體方案接地開關(guān)機構(gòu)斷路器彈簧機構(gòu)接地開關(guān)DCB本體126kV隔離斷路器總體方案示意圖主要組成部分：斷路器；斷路器彈簧操動機構(gòu)；接地開關(guān)；接地開關(guān)操作機構(gòu)；機械閉鎖裝置；電子式電流互感器。關(guān)鍵技術(shù)：斷路器斷口絕緣的設計及保證隔離閉鎖系統(tǒng)設計新型互感器的集成技術(shù)四、關(guān)鍵技術(shù)第二十一頁，共35頁。2.1、隔離斷路器滅弧室126kV隔離斷路器滅弧室案示意圖斷路器采用145kV滅弧室，結(jié)構(gòu)及特點如下：絕緣性能：采用145kV滅弧室，絕緣裕度大；開斷性能：采用自能式滅弧室，充分利用電弧自身能量，具有優(yōu)越的開斷性能和低操作功。靜支座靜觸指動觸頭裝配動支座拉桿瓷套四、關(guān)鍵技術(shù)第二十二頁，共35頁。2.2、接地開關(guān)126kV隔離斷路器接地開關(guān)示意圖接地刀桿動觸頭靜觸頭傳動系統(tǒng)相間連桿電動機構(gòu)采用現(xiàn)有145kV接地開關(guān)，進行配置設計。總體結(jié)構(gòu)采用直掄式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)動部位采用自潤滑軸套。機械性能穩(wěn)定、可靠；通用性好，系列化程度高。四、關(guān)鍵技術(shù)第二十三頁，共35頁。2.3、隔離閉鎖系統(tǒng)電氣互鎖四、關(guān)鍵技術(shù)第二十四頁，共35頁。2.4、與電子式互感器集成技術(shù)方案技術(shù)路線：第一方案：采用性能相對成熟的獨立式電流電壓互感器，將互感器緊湊的布置在隔離斷路器旁邊；第二方案：采用電子式電流互感器集成于隔離斷路器滅弧室套管下端，采用光纖絕緣子進行對地絕緣。四、關(guān)鍵技術(shù)第二十五頁，共35頁。集成互感器的整體方案效果隔離斷路器相間距1750mm隔離斷路器與互感器中心距：800mm整體尺寸（長×寬×高）：4500×2000×5100mm整體效果圖（獨立支撐）整體效果圖（與斷路器公用支撐）四、關(guān)鍵技術(shù)第二十六頁，共35頁。集成電子式電流互感器的整體方案效果四、關(guān)鍵技術(shù)第二十七頁，共35頁。2.5、智能化集成技術(shù)除集成了電子式電流互感器系統(tǒng)外，還具有如下功能：1）SF6氣體監(jiān)測2）機械特性的監(jiān)測3）智能控制系統(tǒng)具有測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡化、狀態(tài)可視化、功能一體化和信息互動化的技術(shù)特征。四、關(guān)鍵技術(shù)第二十八頁，共35頁。3、252kV隔離斷路器總體方案252kV隔離斷路器總體方案示意圖主要組成部分：斷路器；斷路器彈簧操動機構(gòu)；接地開關(guān)；接地開關(guān)操作機構(gòu)；機械閉鎖裝置。關(guān)鍵技術(shù)：斷路器斷口絕緣的設計及保證隔離閉鎖系統(tǒng)設計新型互感器的集成技術(shù)DCB本體接地開關(guān)機構(gòu)DCB彈簧機構(gòu)接地開關(guān)四、關(guān)鍵技術(shù)第二十九頁，共35頁。3.2、252kV隔離斷路器與互感器的集成技術(shù)方案技術(shù)路線：第一方案：采用性能相對成熟的獨立式電流電壓互感器，將互感器緊湊的布置在隔離斷路器旁邊；第二方案：采用電子式電流互感器集成于隔離斷路器滅弧室套管下端，采用光纖絕緣子進行對地絕緣；四、關(guān)鍵技術(shù)第三十頁，共35頁。五、性能檢測1、參照標準試驗參照標準GB1984、GB1985、GB/T27747、GB/T20840.7、GB/T20840.8、智能氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設備性能檢測方案、智能高壓交流斷路器性能檢測方案、國家電網(wǎng)公司電子式互感器性能檢測方案（國網(wǎng)科智[2012]24號）進行。差異性第三十一頁，共35頁。2、總體要求型式試驗與裝置的額定值有關(guān)，在完成GB1984、GB1985的第6章規(guī)定的型式試驗的基礎上，還要求進行組合功能試驗來驗證隔離距離間的絕緣耐受能力保持不變而沒有不利的劣化。適應于126kV、252kV電壓等級集成式智能高壓隔離斷路器。五、性能檢測第三十二頁，共35頁。3、各部分元件試驗要求集成式智能高壓隔離斷路器由隔離斷路器、接地開關(guān)、閉鎖裝置、電子式互感器、傳感器、智能