電器智能化原理及應(yīng)用第2章

第2章

智能電器的一次設(shè)備概述智能電器中一次設(shè)備與監(jiān)控器的關(guān)系作為電器設(shè)備，一次設(shè)備是本體，監(jiān)控器為一次設(shè)備完成的操作功能效勞。作為電力系統(tǒng)和用電負(fù)荷的智能監(jiān)控與保護(hù)，監(jiān)控器是采集和分析現(xiàn)場(chǎng)信息，做出控制決策的核心。一次設(shè)備是監(jiān)控器監(jiān)控的對(duì)象，是完成最后操作的執(zhí)行元件。

一次設(shè)備對(duì)監(jiān)控器設(shè)計(jì)的影響

對(duì)監(jiān)控器功能的影響因素

一次設(shè)備類型及其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理。同類型一次設(shè)備的安裝位置和應(yīng)用。

監(jiān)控器設(shè)計(jì)考慮因素一次設(shè)備操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理；應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)操作控制的要求。2.1智能電器一次設(shè)備的功能及分類一次設(shè)備只包括開(kāi)關(guān)元件及成套開(kāi)關(guān)設(shè)備。2.1.1一次設(shè)備的根本功能完成電能的傳輸、分配與供給；對(duì)電力系統(tǒng)設(shè)備及各類用電負(fù)載的運(yùn)行進(jìn)行控制與保護(hù)。常見(jiàn)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)及要求完成的根本功能輸電線路中電能傳輸?shù)目刂啤⑤旊娫O(shè)備和線路保護(hù)。配、供電系統(tǒng)中①向下級(jí)電網(wǎng)或用戶分配上級(jí)電網(wǎng)輸送的電能，保護(hù)饋電線路及電力設(shè)備。②故障時(shí)，切斷故障電路供電，保證非故障電路和重要負(fù)載的連續(xù)供電。一次設(shè)備的根本功能/常見(jiàn)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)及要求完成的根本功能用于各類電力用戶被監(jiān)控對(duì)象的電能控制和保護(hù)。①根據(jù)負(fù)載工作的要求接通或切斷其供電電源〔電能控制〕。②線路或負(fù)載發(fā)生故障時(shí)，按相應(yīng)的保護(hù)特性切斷電源，防止停電區(qū)范圍擴(kuò)大。一次設(shè)備的根本功能/常見(jiàn)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)及要求完成的根本功能提示接在同一電網(wǎng)系統(tǒng)中不同位置上的一次設(shè)備完成的功能不同，要求不同的控制和保護(hù)特性參數(shù)。2.1.2一次設(shè)備的分類

1.

電器元件的分類方法按使用的電壓等級(jí)高壓和低壓。按其在電路中的功能斷路器、接觸器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)等。

按操動(dòng)機(jī)構(gòu)原理

彈簧、液壓、電磁、永磁、手動(dòng)、電動(dòng)。按絕緣介質(zhì)

SF6、真空、空氣2.成套電器設(shè)備及其分類1〕成套電器根本概念利用成套技術(shù)把變電站或成套組合電器〔成套電器〕當(dāng)作一個(gè)整體。保證電網(wǎng)在系統(tǒng)上對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的要求；兼顧開(kāi)關(guān)及其他電器元件之間的相互配合。2〕成套電器的使用特點(diǎn)作為電力系統(tǒng)的子系統(tǒng)，適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)上更科學(xué)、使用更可靠，技術(shù)含量更高。縮短系統(tǒng)安裝、調(diào)試時(shí)間，減少元器件在安裝調(diào)試過(guò)程中可能出現(xiàn)的失誤。占地少、投入運(yùn)行快、運(yùn)行可靠性高、抗污染、低噪音、不可燃。3〕成套電器分類按內(nèi)部絕緣介質(zhì)空氣絕緣和其他氣體〔如SF6〕絕緣。按設(shè)備外形結(jié)構(gòu)柜式、罐式和其他形式。按應(yīng)用場(chǎng)合計(jì)量柜、進(jìn)/出線柜、聯(lián)絡(luò)柜等。成套電器設(shè)備及其分類/成套電器分類按內(nèi)部是否有變壓器預(yù)裝式變電站〔HV/LVPrefabricatedSubstation〕和成套開(kāi)關(guān)設(shè)備〔Switchgear〕。按柜內(nèi)的主絕緣介質(zhì)氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備GIS〔GasInsulatedSwitchgear〕、氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)柜C-GIS〔CubicGasInsulatedSwitchgear〕和金屬封閉開(kāi)關(guān)柜〔高壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備〕。3〕成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的內(nèi)部配置根本配置一次開(kāi)關(guān)元件、互感器、避雷器、內(nèi)部連接件、絕緣支持件及相應(yīng)的二次元件和線路。常用一次開(kāi)關(guān)元件大多采用斷路器。某些變電站用開(kāi)關(guān)柜除斷路器外還配置接地開(kāi)關(guān)。配電網(wǎng)饋電線路用成套開(kāi)關(guān)設(shè)備常用負(fù)荷開(kāi)關(guān)+熔斷器替代斷路器。2.1.3一次設(shè)備實(shí)現(xiàn)智能控制的根本要求1.智能開(kāi)關(guān)元件操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作的控制能量實(shí)現(xiàn)智能電器操作控制要求按運(yùn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的出力特性；接受指令接通/分?jǐn)鄼C(jī)構(gòu)的控制電源。操動(dòng)機(jī)構(gòu)必須由電能控制其操作。常用的一次開(kāi)關(guān)元件操動(dòng)機(jī)構(gòu)可用電能控制的所有開(kāi)關(guān)元件。2.成套電器的智能監(jiān)控完成電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中的線路和電力設(shè)備等的監(jiān)控與保護(hù)。影響成套電器智能監(jiān)控功能的主要因素1〕被監(jiān)控對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)規(guī)定的各種聯(lián)鎖和閉鎖要求。2〕電力系統(tǒng)中實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合要求的繼電保護(hù)功能。3〕成套設(shè)備內(nèi)部元件的在線監(jiān)測(cè)要求。

實(shí)現(xiàn)成套電器智能監(jiān)控的條件

①內(nèi)部一次開(kāi)關(guān)元件的操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作必須用電能控制。

②

系統(tǒng)中與繼電保護(hù)相關(guān)的運(yùn)行參數(shù)和相關(guān)電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能被實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

③內(nèi)部應(yīng)能裝配實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)的傳感器及其信號(hào)傳送設(shè)備。2.2斷路器及其智能控制

概述

斷路器的智能化目標(biāo)

實(shí)現(xiàn)操作智能控制；提高斷路器自身的機(jī)械、電氣壽命，全面改善元件性能。當(dāng)前斷路器智能化包括的內(nèi)容①控制斷路器分/合閘操作過(guò)程，使機(jī)構(gòu)出力特性與被監(jiān)控對(duì)象工作狀態(tài)到達(dá)最正確匹配。②控制斷路器的分/合閘相位，減小觸頭因電弧造成的燒蝕。斷路器實(shí)現(xiàn)操作智能控制的條件①合、分閘操作過(guò)程中操動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度能根據(jù)被監(jiān)控對(duì)象工作狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整〔改變合分閘出力特性〕。②能根據(jù)斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理，設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)操作智能控制和零損耗分、合閘的監(jiān)控器。

2.2.1傳統(tǒng)斷路器的工作特點(diǎn)和控制要求本教材中，把除永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)外的其他操動(dòng)機(jī)構(gòu)稱為傳統(tǒng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。2.2.2永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的根本工作原理及其控制簡(jiǎn)介永磁保持的電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)稱。一種針對(duì)真空斷路器負(fù)載特性開(kāi)發(fā)的新型操動(dòng)機(jī)構(gòu)；與傳統(tǒng)斷路器機(jī)構(gòu)相比，出力特性與真空斷路器負(fù)載特性匹配更好。有更好的智能控制性能。1．永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及分類1〕工作原理綜合利用電磁鐵與永磁鐵產(chǎn)生的磁力實(shí)現(xiàn)斷路器的合、分閘操作及閉合、斷開(kāi)狀態(tài)的保持。合、分閘操作的能量由電磁鐵與永磁鐵共同產(chǎn)生；閉合或斷開(kāi)狀態(tài)由永磁鐵的磁力保持。2〕機(jī)構(gòu)特點(diǎn)①與彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的零部件大大減少；②機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作可靠性提高，可實(shí)現(xiàn)真空斷路器真正免維護(hù)。③調(diào)節(jié)電磁鐵線圈電壓即可使機(jī)構(gòu)出力特性和運(yùn)動(dòng)速度適應(yīng)合、分閘過(guò)程中負(fù)載特性的要求；④便于實(shí)現(xiàn)操作的智能控制。3〕機(jī)構(gòu)分類分雙線圈、單線圈和別離磁路式3類。〔1〕雙線圈永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)電磁鐵帶有合閘線圈和分閘線圈，提供斷路器合/分閘操作電磁力。永磁鐵提供使斷路器保持在閉合或斷開(kāi)位置的磁力。特點(diǎn)①合閘線圈線圈線徑較細(xì)。②永磁鐵體積較小。③分閘線圈需要較大的供電電流。④合閘時(shí)動(dòng)觸頭沖擊大。⑤緊急情況下手動(dòng)分?jǐn)嗨俣容^慢。⑥便于實(shí)現(xiàn)斷路器操作的智能控制?！?〕單線圈永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)適用于開(kāi)斷容量較小的真空斷路器。結(jié)構(gòu)電磁鐵帶有一個(gè)在斷路器關(guān)合位置的線圈，提供斷路器的合閘能量。永磁鐵保持?jǐn)嗦菲鏖]合與斷開(kāi)狀態(tài)。

特點(diǎn)①有分閘彈簧，提供分閘操作的能量，可使機(jī)構(gòu)滿足斷路器對(duì)分閘速度的要求。②供電電路及其控制器簡(jiǎn)單，體積較小，適于戶外封閉式箱體內(nèi)安裝。③

電磁鐵線圈電流較大，保證提供合閘能量同時(shí)為分閘彈簧儲(chǔ)能。④可手動(dòng)立即分閘。

⑤不易實(shí)現(xiàn)分閘操作的智能控制。〔3〕別離磁路式永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)電磁鐵包含合閘和分閘操作兩個(gè)線圈。工作原理操作磁路和狀態(tài)保持磁路分開(kāi)。永磁鐵保持開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)；分閘彈簧的預(yù)壓力保持開(kāi)關(guān)分?jǐn)酄顟B(tài)。

特點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配難度較大。難于實(shí)現(xiàn)分閘操作的智能控制。實(shí)際使用的產(chǎn)品很少。2.永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作控制1〕電磁鐵線圈的供電方式用直流電源供電。AC/DC變換器配合大容量電解電容器提供所需的直流電能；電力電子開(kāi)關(guān)器件控制分、合閘線圈的接通/分?jǐn)?。主電路結(jié)構(gòu)形式取決于操動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理。2〕典型電路雙穩(wěn)態(tài)雙線圈結(jié)構(gòu)永磁機(jī)構(gòu)供電電源原理電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu)分析供電電路由直流電源、機(jī)構(gòu)操作主電路和控制器3局部組成。直流電源包括一個(gè)功率二極管AC/DC變換器和大容量電解電容器。電容器在斷路器狀態(tài)保持期間儲(chǔ)能，存儲(chǔ)的能量必須能夠保證斷路器完成一次分-合分〔Open-CloseOpen,O-CO〕操作循環(huán)。

操作主電路包含合、分閘線圈及控制其接通/分?jǐn)嗟碾娏﹄娮娱_(kāi)關(guān)器件。器件可以選用晶閘管、IGBT和功率MOSFET。實(shí)際應(yīng)用中多用IGBT。

控制器根據(jù)斷路器操作要求完成合、分閘操作線圈的接通/分?jǐn)?。要求操作智能控制時(shí)，按預(yù)先設(shè)定的電壓特性調(diào)節(jié)線圈供電電壓，使機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性滿足斷路器負(fù)載特性的要求。

電磁鐵線圈的控制方法

電磁鐵線圈的控制方法與機(jī)構(gòu)類型有關(guān)。在雙線圈、雙穩(wěn)態(tài)永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)中，永久磁為鐵斷路器合/分狀態(tài)保持提供能量，控制器在斷路器完成操作后應(yīng)停止電磁鐵線圈供電。除特殊應(yīng)用場(chǎng)合外，合、分閘操作線圈一般不同時(shí)接通電源。操動(dòng)機(jī)構(gòu)智能控制的根本思路在電磁線圈通電期間，控制器按要求的機(jī)構(gòu)出力特性調(diào)節(jié)線圈電壓。電磁鐵線圈的電壓調(diào)節(jié)方法電壓調(diào)節(jié)方法主要取決于操作主電路中使用的電力電子開(kāi)關(guān)器件。使用全控型器件時(shí)可以采用脈沖頻率調(diào)制〔PFM〕或脈沖寬度調(diào)制〔PWM〕等方法實(shí)現(xiàn)。PFM調(diào)制原理〔保持toff不變，改變TS〕2.2.3斷路器的選相分/合閘操作問(wèn)題的提出理論研究和實(shí)踐說(shuō)明，由于被控制對(duì)象中電磁能量的變化，斷路器的正常操作過(guò)程也總是伴隨著電壓或電流的浪涌，造成操作過(guò)電壓或過(guò)電流，嚴(yán)重地影響電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)包括斷路器自身的平安運(yùn)行。

暫態(tài)現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理

合閘過(guò)程和分閘過(guò)程中產(chǎn)生暫態(tài)現(xiàn)象的機(jī)理不相同。合閘時(shí)的暫態(tài)過(guò)程由線路中的電磁能量轉(zhuǎn)換引起，通常表現(xiàn)為振蕩的浪涌電壓或電流。分?jǐn)鄷r(shí)的暫態(tài)過(guò)程由弧隙的復(fù)燃或重?fù)舸┮穑a(chǎn)生過(guò)電壓。暫態(tài)現(xiàn)象的主要影響因素被控制對(duì)象的負(fù)載性質(zhì)〔電路參數(shù)〕。斷路器的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合。分合閘操作時(shí)主接點(diǎn)的動(dòng)作速度。主接點(diǎn)分?jǐn)?、關(guān)合時(shí)刻的電源相位。在斷路器及其應(yīng)用系統(tǒng)確定后，控制其主接點(diǎn)的分/合閘相位可抑制暫態(tài)現(xiàn)象引起的電壓、電流浪涌。1.分/合閘相位選擇應(yīng)考慮的因素被控對(duì)象的負(fù)載性質(zhì)〔感性或容性〕。工作狀態(tài)〔空載、負(fù)載或故障〕。斷路器工作線路的電壓等級(jí)操作過(guò)程對(duì)被控對(duì)象影響最嚴(yán)重的是過(guò)電壓還是過(guò)電流。

相同的合、分閘相角在不同的應(yīng)用場(chǎng)合下，有完全不同的效果為降低操作過(guò)電壓，空載關(guān)合長(zhǎng)距離輸電線路時(shí)，關(guān)合時(shí)電壓相角選擇0°；空載關(guān)合變壓器，相角一般應(yīng)選擇90°。

高壓電網(wǎng)中投切并聯(lián)補(bǔ)償電容，主要考慮抑制過(guò)電壓，關(guān)合時(shí)電壓相角應(yīng)選擇0°；低壓配電網(wǎng)中的電容投切一般要求抑制電流浪涌，關(guān)合相角應(yīng)選90°。2.斷路器合、分閘相位的智能控制方法——選相操作和定相操作1〕監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)選相操作的工作過(guò)程〔1〕后臺(tái)管理系統(tǒng)或現(xiàn)場(chǎng)操作人員根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)要求設(shè)置分合閘相角?！?〕監(jiān)控器根據(jù)設(shè)定的相角計(jì)算對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間。〔3〕在收到操作控制信號(hào)并檢測(cè)到電壓過(guò)零點(diǎn)后起動(dòng)處理器件定時(shí)器延時(shí)?！?〕延時(shí)時(shí)間到，通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出模塊發(fā)出相應(yīng)的操作命令。按選相合閘要求設(shè)計(jì)的監(jiān)控器可以配置到不同應(yīng)用場(chǎng)合的斷路器，具有較好的通用性。2〕實(shí)現(xiàn)定相操作的監(jiān)控器特點(diǎn)〔1〕合、分閘相角是針對(duì)特定應(yīng)用條件由軟件預(yù)先設(shè)置，后臺(tái)管理系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)操作人員不能隨意修改?！?〕發(fā)出合、分閘操作命令的過(guò)程與選相操作根本相同?！?〕只能針對(duì)特定應(yīng)用的斷路器配置。3.實(shí)現(xiàn)操作相位可控需要考慮的問(wèn)題1〕操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間斷路器的合、分操作過(guò)程受機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間影響，為使主接點(diǎn)能準(zhǔn)確地在設(shè)定的相角下關(guān)合或分?jǐn)?，監(jiān)控器計(jì)算延時(shí)時(shí)間時(shí)，必須考慮機(jī)構(gòu)的動(dòng)作時(shí)間。2〕操動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式對(duì)操作相位控制的影響?！?〕三極分相操作的高壓斷路器斷路器的三個(gè)極有各自獨(dú)立的操動(dòng)機(jī)構(gòu)，智能監(jiān)控器可以方便地控制各相主接點(diǎn)在設(shè)定的最正確相角完成分、合閘?！?〕中壓以下電壓等級(jí)，三個(gè)極共用同一個(gè)彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)斷路器三相主接點(diǎn)分?jǐn)唷㈥P(guān)合同時(shí)進(jìn)行，不可能有相同的相位，控制各相主接點(diǎn)在最正確相角分?jǐn)嗯c關(guān)合非常困難。〔3〕采用永磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器由于機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作一致性好，只要操動(dòng)機(jī)構(gòu)本身采用分相設(shè)計(jì)，就比較容易實(shí)現(xiàn)相角可控的合、分閘操作。4.實(shí)現(xiàn)相位可控操作的難點(diǎn)1〕機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)間的分散性和可變性。2〕三極共用操動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，各相主接點(diǎn)關(guān)合、分?jǐn)鄷r(shí)刻相位的控制。2.2.4智能斷路器監(jiān)控器的功能和要求影響智能斷路器監(jiān)控器設(shè)計(jì)目標(biāo)的主要因素是使用環(huán)境要求。在中、低壓電力系統(tǒng)應(yīng)用中，斷路器通常是成套電器設(shè)備中的一個(gè)元件，智能監(jiān)控器完成的功能和監(jiān)控目標(biāo)都是由成套設(shè)備完成的功能及其被監(jiān)控和保護(hù)的對(duì)象的運(yùn)行和保護(hù)要求決定的。作為智能斷路器元件，監(jiān)控器最主要的功能應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)操作的智能控制和定相分、合閘，這一目標(biāo)仍然處于研究階段。常見(jiàn)智能斷路器元件〔1〕重合器用于饋電線路自動(dòng)化，其監(jiān)控器的監(jiān)控目標(biāo)就是一次斷路器的操作功能及其與系統(tǒng)的配合?！?〕低壓智能斷路器針對(duì)低壓斷路器的使用功能開(kāi)發(fā)的智能監(jiān)控器與斷路器本體集成一體的元件。這類智能斷路器的監(jiān)控器應(yīng)具有在應(yīng)用中要求的斷路器對(duì)被監(jiān)控對(duì)象運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)及控制的全部功能，也可以替代低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備智能監(jiān)控器。在低壓配電網(wǎng)自動(dòng)化中，斷路器結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場(chǎng)合不同，其智能監(jiān)控器具有的功能及監(jiān)控目標(biāo)不同，在設(shè)計(jì)上很大的區(qū)別。例如，用于供、配電的框架式斷路器與用于用電負(fù)載保護(hù)和控制的塑殼斷路器，監(jiān)控器完成的功能不同，其外形、結(jié)構(gòu)及內(nèi)部電路設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求也完全不同。1．饋電線路中的重合器應(yīng)用與特點(diǎn)重合器是交流高壓自動(dòng)線路重合器〔A.C.H.V.AutomaticCircuitRecloser〕的簡(jiǎn)稱，要求“自具〞控制及保護(hù)功能。所謂“自具〞〔SelfContained〕功能指設(shè)備本身具備故障電流〔包括過(guò)流及接地電流〕檢測(cè)、操作順序控制和執(zhí)行操作的功能，且不附加操作電源，適于戶外安裝。根本控制要求按照預(yù)先設(shè)定的開(kāi)斷和重合程序，在交流線路發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行屢次開(kāi)斷和重合操作，在完成程序規(guī)定的操作后自動(dòng)復(fù)位。結(jié)構(gòu)包括一次元件及相應(yīng)的控制器。一次元件根本采用SF6或真空斷路器，在其使用期間免維護(hù)?？刂破饔幸簤菏健㈦娮邮胶臀C(jī)控制式3種。作為饋線自動(dòng)化智能網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)設(shè)備，必須使用微機(jī)控制式。重合器智能控制器的主要功能〔1〕根本功能數(shù)據(jù)采集、軟件實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)的時(shí)間-電流曲線、網(wǎng)絡(luò)通信等。

〔2〕重合器使用要求的功能①計(jì)數(shù)記錄分?jǐn)?、重合的次?shù)。②時(shí)間記憶每次開(kāi)斷、重合操作后的。③程序復(fù)位到原始設(shè)置狀態(tài)有兩種情況需要把工作程序復(fù)位全部操作完成后，一方面使重合器閉鎖在斷開(kāi)位置，同時(shí)將執(zhí)行后的程序復(fù)位。當(dāng)故障區(qū)已被切除或前次出現(xiàn)的線路故障為瞬時(shí)故障時(shí)，將工作程序復(fù)位。⑤工作程序和參數(shù)設(shè)置功能選擇相間和接地跳閘及相應(yīng)閉鎖操作程序，設(shè)定相間和接地最小電流值；設(shè)定一次開(kāi)斷-重合操作的時(shí)間，重合后到下次開(kāi)斷操作的時(shí)間，并完成相應(yīng)定時(shí)功能；設(shè)置重合和開(kāi)斷操作的次數(shù)并計(jì)數(shù)；記憶和去除已經(jīng)完成的工作狀態(tài)。⑥具有完善的電磁兼容性能保證戶外環(huán)境下的平安可靠運(yùn)行，便于戶外柱上的安裝和維護(hù)。

2．智能低壓配電網(wǎng)用框架式斷路器在低壓配電環(huán)節(jié)中承擔(dān)的主要任務(wù)1〕供、配電控制及配電網(wǎng)設(shè)備和線路的保護(hù)；2〕故障時(shí)切斷故障區(qū)線路，保證非故障負(fù)載的連續(xù)、平安供電。智能框架式斷路器的監(jiān)控器設(shè)計(jì)要求〔1〕滿足低壓配電網(wǎng)應(yīng)用環(huán)境中斷路器要求的測(cè)量、多種保護(hù)、運(yùn)行參數(shù)和保護(hù)定值設(shè)定、斷路器操作控制等功能。〔2〕具有智能電器的測(cè)試、監(jiān)控、數(shù)字或圖形顯示、事件記錄、通信等功能?！?〕結(jié)構(gòu)和外形設(shè)計(jì)滿足監(jiān)控器在斷路器中的安裝和運(yùn)行操作方便的要求。對(duì)用于大功率工業(yè)負(fù)載供電電路中的智能框架式斷路器，監(jiān)控目標(biāo)、保護(hù)工程、保護(hù)特性、控制功能等與配電網(wǎng)用斷路器不同，其智能監(jiān)控器的設(shè)計(jì)也不同。3．小容量低壓智能塑殼斷路器低壓塑殼斷路器的應(yīng)用大容量塑殼斷路器在大容量低壓配電網(wǎng)中用作下級(jí)電網(wǎng)的配電開(kāi)關(guān)，小功率低壓配電網(wǎng)中可替代框架式斷路器功能。小容量塑殼斷路器主要用于各種較小容量用電設(shè)備的供電控制和保護(hù)，根本采用一對(duì)一的封閉監(jiān)控模式，不作為智能通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。小容量塑殼斷路器智能化特點(diǎn)1〕智能監(jiān)控器〔也稱智能脫扣器〕占用空間小，不設(shè)置復(fù)雜的顯示和操作面板。2〕監(jiān)控器完成的功能簡(jiǎn)單，不設(shè)置運(yùn)行參量的測(cè)量、通信和復(fù)雜的人機(jī)交互功能，一般設(shè)置過(guò)載和短路保護(hù)功能。智能脫扣器的設(shè)計(jì)要求在滿足要求功能的同時(shí)，盡可能簡(jiǎn)化硬件電路和監(jiān)控器面板設(shè)計(jì)，保證符合安裝尺寸的要求。2.3接觸器及其智能控制2.3.1接觸器的特點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)1〕操動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的機(jī)械扣鎖與脫扣解鎖裝置。2〕控制接觸器接點(diǎn)的合、分操作，并實(shí)現(xiàn)其狀態(tài)的保持，只需控制操作線圈電壓的接通與分?jǐn)唷?〕可以頻繁地接通和分?jǐn)?，但不能分?jǐn)喽搪冯娏?，?nèi)部也不配置其他保護(hù)。接觸器應(yīng)用1〕工業(yè)控制領(lǐng)域中必須頻繁地起/制動(dòng)、正/反轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制。2〕中壓以下電力系統(tǒng)中電容器無(wú)功補(bǔ)償裝置的投切。3〕各類船舶驅(qū)動(dòng)裝置的自動(dòng)控制。3〕電氣化鐵路及城市輕軌機(jī)車(chē)的自動(dòng)化控制。用接觸器作為一次電路控制元件時(shí)，需要外部配置具有保護(hù)功能的電器元件來(lái)完成被控設(shè)備所需的保護(hù)，接觸器本身只實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作的頻繁操作與控制。一次電路典型結(jié)構(gòu)

2.3.2接觸器智能控制的目標(biāo)及根本方法總體目標(biāo)通過(guò)操作智能控制提高其整體性能。1〕智能控制的具體目標(biāo)〔1〕動(dòng)態(tài)控制接通過(guò)程中操作線圈的電壓，實(shí)現(xiàn)接通過(guò)程電磁力動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，控制鐵心撞擊能量，減小接點(diǎn)接通時(shí)的彈跳，提高其機(jī)械壽命?！?〕接點(diǎn)接通后，降低操作線圈供電電壓，減小線圈損耗，節(jié)省電能，減小鐵心的交流噪聲?！?〕減小主接點(diǎn)在接通、分?jǐn)嗖僮鬟^(guò)程中的電弧能量，提高接點(diǎn)電氣壽命。2〕智能控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方法〔1〕動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)線圈吸合過(guò)程的電壓；降低吸合狀態(tài)的保持電壓采用IGBT或MOSFET等全控電力電子開(kāi)關(guān)器件替代傳統(tǒng)的繼電器接點(diǎn)，以高頻調(diào)制的方式對(duì)操作線圈供電。通過(guò)改變調(diào)制周期中開(kāi)關(guān)器件的通、斷時(shí)間比〔占空比〕，既可以根據(jù)接通過(guò)程要求，動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)操作線圈電壓，并方便地控制接點(diǎn)接通保持期間需要的操作線圈電壓。常用電路及工作分析

①交流調(diào)壓器供電電路由IGBT組成的斬波控制交流調(diào)壓器對(duì)接觸器KM的操作線圈供電。uC為按接通過(guò)程動(dòng)態(tài)控制要求設(shè)定的電壓控制曲線。

調(diào)壓器的控制器按照uC對(duì)IGBT在每個(gè)斬波周期T中的開(kāi)通時(shí)間ti(i=1,2,3,…)進(jìn)行調(diào)節(jié)，就可得到接觸器接通過(guò)程所需的操作線圈電壓uKM。②AC/DC供電電路變換器用單相整流橋完成AC/DC變換，一個(gè)采用IGBT〔或MOSFET〕做開(kāi)關(guān)元件的BUCK型DC/DC變換器調(diào)節(jié)為操作線圈上的電壓。這種電路電路實(shí)際是用直流電壓對(duì)交流電磁線圈供電，不僅可以降低線圈損耗，還可以抑制電磁鐵的交流噪聲。智能接觸器監(jiān)控器應(yīng)完成的根本操作①根據(jù)接觸器吸合過(guò)程及保持要求設(shè)定操作線圈電壓調(diào)節(jié)曲線。②按操作曲線實(shí)時(shí)計(jì)算電力電子器件在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中的開(kāi)通時(shí)間。③向開(kāi)關(guān)器件輸出相應(yīng)的控制脈沖?！?〕減小主接點(diǎn)接通/分?jǐn)嗖僮鬟^(guò)程電弧能量最有效的方法是“微電弧能量合閘與分?jǐn)嗫刂屁暋５湫蛯?shí)例分析①組合式智能交流接觸器結(jié)構(gòu)組成本體包含一臺(tái)單極和一臺(tái)雙極接觸器。根本原理控制其主接點(diǎn)在線電流過(guò)零時(shí)分?jǐn)?。監(jiān)控器控制方法先在單極元件主接點(diǎn)電流過(guò)零前恰當(dāng)?shù)臅r(shí)刻切斷其操作線圈電壓，使主接點(diǎn)在該線電流過(guò)零點(diǎn)分?jǐn)?。通過(guò)延時(shí)或線電流過(guò)零檢測(cè)控制，切斷雙極元件操作線圈電壓，使其主接點(diǎn)在線電流過(guò)零時(shí)分?jǐn)唷?/p>

②基于磁保持繼電器的智能交流接觸器

結(jié)構(gòu)組成本體由三臺(tái)獨(dú)立的磁保持繼電器組成。

智能監(jiān)控器完成的工作在分?jǐn)噙^(guò)程中分別監(jiān)測(cè)三相主電路電流，并在適當(dāng)時(shí)刻發(fā)出命令切斷各磁保持繼電器控制線圈電壓，使其主接點(diǎn)均在電流過(guò)零時(shí)分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)微電弧能量分?jǐn)嗖僮?。在吸合過(guò)程中，監(jiān)測(cè)主電路三相電壓，可以完成主接點(diǎn)的零電壓吸合操作，減小因接點(diǎn)彈跳引起的電弧。磁保持繼電器的吸合狀態(tài)不需要外加電能，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)能耗、無(wú)噪聲的吸合保持運(yùn)行。

③

混合式智能交流接觸器

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本體是在三相交流接觸器的主接點(diǎn)上分別并聯(lián)一個(gè)晶閘管構(gòu)成。

監(jiān)控器完成的功能

吸合操作過(guò)程根據(jù)負(fù)載功率因數(shù)選定晶閘管觸發(fā)相角，分別向三只晶閘管門(mén)極發(fā)出脈沖，使晶閘管導(dǎo)通并保證負(fù)載電流為正弦。監(jiān)測(cè)三只晶閘管的工作狀態(tài)，選擇在三只晶閘管均處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的接通接觸器操作線圈，使其主接點(diǎn)接通，實(shí)現(xiàn)零電流、零電壓吸合，從而防止了因接點(diǎn)的彈跳產(chǎn)生電弧。主接點(diǎn)可靠閉合，負(fù)載電流由晶閘管轉(zhuǎn)移到接觸器主接點(diǎn)后，停止輸出晶閘管觸發(fā)脈沖，晶閘管電流過(guò)零關(guān)斷。

分?jǐn)嗖僮鬟^(guò)程按照與吸合操作相同的觸發(fā)相角分別向三只晶閘管發(fā)出門(mén)極脈沖。在三只晶閘管同時(shí)導(dǎo)通的某一時(shí)刻切斷接觸器操作線圈電壓，主接點(diǎn)零電壓分?jǐn)?，?fù)載電流從接觸器主接點(diǎn)轉(zhuǎn)移到晶閘管。確定分?jǐn)嗖僮魍瓿赏Ｖ馆敵鲇|發(fā)脈沖，晶閘管在承受反向電壓時(shí)自動(dòng)關(guān)斷。智能接觸器設(shè)計(jì)和使用注意要點(diǎn)與傳統(tǒng)接觸器操作控制不同，智能接觸器的線圈電壓接通與否，除接受負(fù)載控制系統(tǒng)的指令外，還受其監(jiān)控器輸出指令的控制，因此二次電路必須保證負(fù)載控制系統(tǒng)給出關(guān)合指令時(shí)，監(jiān)控器工作電源已經(jīng)到達(dá)穩(wěn)態(tài)。2.4其他一次開(kāi)關(guān)元件智能電器中可能涉及的其他一次開(kāi)關(guān)元件有負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)和接地開(kāi)關(guān)。它們通常作為中、高壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備中的一個(gè)部件，完成不同的功能。

2.4.1負(fù)荷開(kāi)關(guān)

操動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)①有類似斷路器的機(jī)械鎖扣和解鎖脫扣功能。②沒(méi)有短路脫扣器，也不能在元件中配置其他功能的脫扣器，自身不具有保護(hù)功能。

③可以承載、關(guān)合及開(kāi)斷正常工作電流，也能關(guān)合并在一定時(shí)間內(nèi)承載短路電流，但不能開(kāi)斷短路電流。

應(yīng)用①線路自動(dòng)分段設(shè)備的一次開(kāi)關(guān)元件。②在配電變壓器高壓側(cè)或配電線路中，控制變壓器或某些用電設(shè)備投切。③與高壓限流熔斷器配合代替斷路器功能，完成對(duì)線路和電力設(shè)備的控制與保護(hù)。

負(fù)荷開(kāi)關(guān)智能控制條件及要求

①操動(dòng)機(jī)構(gòu)必須采用電能控制。②與成套設(shè)備智能化統(tǒng)一考慮。③監(jiān)控器功能按成套設(shè)備的使用要求設(shè)計(jì)，負(fù)荷開(kāi)關(guān)接受監(jiān)控器指令實(shí)現(xiàn)關(guān)合或開(kāi)斷。④被監(jiān)控對(duì)象發(fā)生短路時(shí)，監(jiān)控器必須保證負(fù)荷開(kāi)關(guān)在熔斷器切斷短路電流后才能開(kāi)斷。2.4.2高壓隔離開(kāi)關(guān)一種只能在微小電流或空載狀態(tài)下關(guān)合與開(kāi)斷電路的開(kāi)關(guān)元件。操動(dòng)機(jī)構(gòu)一般為手動(dòng)，多用于成套開(kāi)關(guān)設(shè)備。應(yīng)用①隔離帶電線路與需檢修或分段的線路與設(shè)備，提供可見(jiàn)的電路分?jǐn)帱c(diǎn)，以保證現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的人身平安。②帶電分、合或轉(zhuǎn)換雙母線。③分、合套管、母線、不長(zhǎng)的電纜等的充電電流。

智能控制要求①成套開(kāi)關(guān)設(shè)備中要求自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)控制其操作，操動(dòng)機(jī)構(gòu)必須能用電能控制。②監(jiān)控器操作隔離開(kāi)關(guān)必須保證成套設(shè)備工作狀態(tài)確實(shí)為空載或微小電流。2.4.3高壓接地開(kāi)關(guān)應(yīng)用特點(diǎn)①能承載規(guī)定時(shí)間內(nèi)的異常電流，但不要求承載電路的正常工作電流。②主要用于為電路檢修的平安提供可靠接地。③可制成獨(dú)立設(shè)備，也可與其他高壓開(kāi)關(guān)組合使用。分類及應(yīng)用按使用特性①一般接地開(kāi)關(guān)，通常配用手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。②快速接地開(kāi)關(guān)〔接地短路器〕，操動(dòng)機(jī)構(gòu)可以自動(dòng)合閘。按操作方式鉤棒操作與操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作。按安裝方式戶內(nèi)式和戶外式。戶內(nèi)式用于封閉式成套開(kāi)關(guān)設(shè)備，要求能夠關(guān)合短路電流。智能化設(shè)備中的接地開(kāi)關(guān)要求①接受監(jiān)控器指令，實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)、遠(yuǎn)動(dòng)控制。②操動(dòng)機(jī)構(gòu)必須用電能控制，監(jiān)控器應(yīng)保證接地開(kāi)關(guān)操作的平安。

2.5成套開(kāi)關(guān)設(shè)備2.5.1概述

結(jié)構(gòu)將一次開(kāi)關(guān)元件按一定主接線形式連在一起，并與控制、測(cè)量、保護(hù)和調(diào)整等二次裝置以及電氣連接、輔件、外殼等組裝為一體構(gòu)成的電器設(shè)備。

用途用于電力系統(tǒng)發(fā)、輸、配、供各環(huán)節(jié)及電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的一次線路接線方案一次線路接線方案是成套開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能標(biāo)志，取決于電力系統(tǒng)主接線要求、使用環(huán)境與控制對(duì)象、主要電器元件特點(diǎn)等因素。

智能化成套開(kāi)關(guān)設(shè)備監(jiān)控器的主要功能除替代原開(kāi)關(guān)設(shè)備的二次裝置，完成設(shè)備要求的監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)、運(yùn)行參數(shù)調(diào)整等功能外，還必須具有與其后臺(tái)管理系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能，以便實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)與自動(dòng)化管理。

不同類型、不同應(yīng)用的成套開(kāi)關(guān)設(shè)備，其智能監(jiān)控器的設(shè)計(jì)要求不同。

成套開(kāi)關(guān)設(shè)備各組成部件間的聯(lián)鎖一次開(kāi)關(guān)元件的誤操作將給現(xiàn)場(chǎng)工作人員和電力設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的危害，因此成套開(kāi)關(guān)設(shè)備各組成部件之間必須設(shè)置可靠的聯(lián)鎖。常用的聯(lián)鎖包括機(jī)械、電氣和程序。一般成套設(shè)備中都會(huì)設(shè)置機(jī)械聯(lián)鎖，當(dāng)需要聯(lián)鎖的元件在不同設(shè)備中，或者聯(lián)鎖程序很復(fù)雜時(shí)，應(yīng)該采用電氣和程序聯(lián)鎖。成套開(kāi)關(guān)設(shè)備一般在5個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置聯(lián)鎖。〔1〕主開(kāi)關(guān)(斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)等)與控制室模擬盤(pán)之間防止主開(kāi)關(guān)誤分合。〔2〕主開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)或隔離觸頭間只有主開(kāi)關(guān)分?jǐn)鄷r(shí)才能操作隔離開(kāi)關(guān)或隔離觸頭；在隔離開(kāi)關(guān)或隔離觸頭操作時(shí)，不允許操作主開(kāi)關(guān)。〔3〕接地開(kāi)關(guān)與隔離開(kāi)關(guān)或一次導(dǎo)電回路間只有隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，且接地開(kāi)關(guān)所在一次回路未與帶電母線連接，接地開(kāi)關(guān)才能關(guān)合操作；接地開(kāi)關(guān)接通時(shí)不能操作隔離開(kāi)關(guān)?！?〕接地開(kāi)關(guān)或一次導(dǎo)電回路與柜門(mén)間接地開(kāi)關(guān)閉合，一次導(dǎo)電回路未與帶電母線接通時(shí)才能翻開(kāi)柜門(mén)；在柜門(mén)關(guān)閉并鎖定，且接地開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，一次回路才能送電?！?〕手車(chē)柜二次插頭與主開(kāi)關(guān)間二次插頭插合，二次電路接通時(shí)，主開(kāi)關(guān)可以關(guān)合；主開(kāi)關(guān)關(guān)合時(shí)，不能拔下二次插頭。2.5.2常用成套開(kāi)關(guān)設(shè)備及其智能控制1．金屬封閉開(kāi)關(guān)柜〔高壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備〕組成結(jié)構(gòu)及應(yīng)用簡(jiǎn)稱開(kāi)關(guān)柜。由封閉與接地金屬外殼內(nèi)的主開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)或隔離觸頭、互感器、避雷器、母線等一次元件及測(cè)量、保護(hù)、控制等二次裝置組成。常用于電力系統(tǒng)的電能接收與分配。

金屬封閉開(kāi)關(guān)柜的類型

固定式開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部主開(kāi)關(guān)和其他某些一次元件在金屬外殼內(nèi)固定安裝。

移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜

上述元件安裝在可移動(dòng)的手車(chē)上，與內(nèi)部固定安裝的電氣元件連接通過(guò)隔離觸頭插入靜觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)，又稱手車(chē)柜。

智能化高壓開(kāi)關(guān)柜監(jiān)控器設(shè)計(jì)要求監(jiān)控器一般安裝在金屬外殼正面，要配置操作和顯示面板，替代傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜的二次裝置實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制、保護(hù)及各種聯(lián)鎖、閉鎖功能。為滿足不同使用場(chǎng)合的開(kāi)關(guān)柜要求的功能，智能監(jiān)控器設(shè)計(jì)可以有通用和專用兩種方式?！?〕通用功能監(jiān)控器特點(diǎn)①具有各種使用場(chǎng)合下的全部功能，具體應(yīng)用時(shí)，可用操作面板進(jìn)行功能選擇與參數(shù)設(shè)置，以適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的要求。②生產(chǎn)廠商對(duì)所有開(kāi)關(guān)柜只需要開(kāi)發(fā)一種監(jiān)控器。③硬件和軟件復(fù)雜，開(kāi)發(fā)本錢(qián)高，可靠性比較低，調(diào)試、操作和維護(hù)困難。專用功能式監(jiān)控器的特點(diǎn)①針對(duì)完成相同功能的某一類開(kāi)關(guān)柜而設(shè)計(jì)。不同功能的開(kāi)關(guān)柜需要配置不同的智能監(jiān)控器。②采用模塊化的硬、軟件設(shè)計(jì)方法，硬件和軟件按功能設(shè)計(jì)成通用模塊，不同監(jiān)控器按需要配置不同的功能模塊，使監(jiān)控器開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)化，開(kāi)發(fā)本錢(qián)降低。③可靠性高，調(diào)試、操作和維護(hù)方便。2．預(yù)裝式〔箱式〕變電站一種集高壓開(kāi)關(guān)、變壓器、低壓配電s設(shè)備于一體的戶內(nèi)外緊湊式配電設(shè)備。安裝方式地面式、半埋式、地下式、柱上簡(jiǎn)易式。外殼材料金屬、混凝土、玻璃纖維或陶瓷等。一次接線環(huán)網(wǎng)二回線П接、雙回線接線及終端變電站式接線。

箱式變電站的使用特點(diǎn)①可安裝在城市中除道路外幾乎所有地方，也能用直升飛機(jī)吊裝于高山峽谷的彈丸之地，既可用于荒郊野外，也可伸入負(fù)荷中心。②外型美觀、搬遷容易，容易與周?chē)h(huán)境協(xié)調(diào)，可以大大節(jié)省土建與征地費(fèi)。箱式變電站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)①高壓室、變壓器室、低壓室三局部一般呈“目〞字形或“品〞字形布置，后者可擴(kuò)大低壓出線單元。②為解決隔熱、通風(fēng)與防塵、除濕的矛盾，需配置溫度和濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。③變壓器容量一般為100～1250kVA最常用的是315～630kVA。④短路保護(hù)采用熔斷器，以方便高壓架空進(jìn)線，低壓側(cè)用電纜出線。預(yù)裝式變電站的智能化設(shè)計(jì)方法整體考慮現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行對(duì)高壓開(kāi)關(guān)、變壓器和低壓配電開(kāi)關(guān)的智能監(jiān)控要求，針對(duì)各局部所需的測(cè)量、保護(hù)和開(kāi)關(guān)操作控制功能，采取整體或分布式的監(jiān)控器設(shè)計(jì)方案。〔1〕整體設(shè)計(jì)各局部功能集中于一套裝置。監(jiān)控器完成的功能①各局部的測(cè)量。②內(nèi)部變壓器、高/低壓局部線路保護(hù)。③發(fā)生故障時(shí)發(fā)出高壓或低壓開(kāi)關(guān)的相應(yīng)操作命令，故障去除后保證變電站盡快恢復(fù)正常工作。整體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)①處理器性能、存儲(chǔ)器容量、模擬量通道的采樣速率等要求非常高。②軟件必須保證所有工作能夠得到及時(shí)處理，設(shè)計(jì)困難。③監(jiān)控器的硬件和軟件設(shè)計(jì)要求很高，難于保證其平安可靠地運(yùn)行。④輸入/輸出通道數(shù)量多，接線困難?！?〕分布式設(shè)計(jì)的監(jiān)控器是一種智能化的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。根本思路把監(jiān)控功能按變電站內(nèi)部功能單元分解，為每個(gè)功能單元獨(dú)立設(shè)計(jì)的監(jiān)控器作為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，完本錢(qián)單元的保護(hù)控制功能。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理器，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線與各單元的監(jiān)控器連接。監(jiān)控器分布式設(shè)計(jì)的特點(diǎn)①網(wǎng)絡(luò)管理器與各單元監(jiān)控器采用數(shù)字通信的方法交換信息，完成預(yù)裝式變電站的運(yùn)行狀態(tài)顯示、運(yùn)行參數(shù)設(shè)置與修改、與上級(jí)管理系統(tǒng)的通信及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的管理，監(jiān)控器外部接線簡(jiǎn)單。②各單元監(jiān)控器中功能相同的軟、硬件模塊可以互換共享，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。3．氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備GIS〔GasInsulatedSwitchgear〕定義采用或局部采用高于大氣壓的氣體介質(zhì)作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。當(dāng)前GIS中氣體介質(zhì)幾乎都用SF6氣體。一次元件和設(shè)備斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、避雷器、母線、電纜終端盒、出線套管等。GIS內(nèi)部結(jié)構(gòu)按完成的功能分假設(shè)干個(gè)單元，每個(gè)功能單元包含共同完成一種功能的主回路和輔助回路的元件，每個(gè)功能單元占用一個(gè)間隔。高壓局部密封于充有SF6氣體的接地金屬外殼內(nèi)，輔助回路分別配置在各主元件或〔和〕單元的控制柜內(nèi)。GIS使用特點(diǎn)①占地面積和占用空間小，運(yùn)行平安、可靠，運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝方便。②運(yùn)行期內(nèi)的電壽命長(zhǎng)，維護(hù)工作量少，對(duì)環(huán)境的不良影響小。③常用于城市中心變電站，山區(qū)水電站，以及環(huán)境污染嚴(yán)重、地震多發(fā)及高海拔地區(qū)。特別適用于超高壓和特高壓等級(jí)的電力系統(tǒng)。氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)柜C-GIS〔CubicGasInsulatedSwitchgear〕一種結(jié)構(gòu)和使用上具有GIS特點(diǎn)的中壓電力開(kāi)關(guān)設(shè)備C-GIS于GIS的區(qū)別①充入的SF6氣體壓力較低〔多為0.02～0.05MPa〕。②各功能單元作為一個(gè)整體裝在同一個(gè)箱形結(jié)構(gòu)的密封開(kāi)關(guān)柜中。③柜內(nèi)可按單元分隔成不同間隔，如母線室、斷路器室、進(jìn)〔出〕線室等，根據(jù)單元的工作條件，充入不同壓力的氣體。為合理布置元件，充分利用箱體空間，也可以不分間隔整體充氣。使用特點(diǎn)①比傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)柜體積小，重量輕，不易受環(huán)境條件的影響。②使用可靠，特別適于高濕、高海拔、重鹽霧地區(qū)及易受異物入侵的環(huán)境。③操動(dòng)控制局部有些部件可置于大氣中，維護(hù)方便。④斷路器一般用SF6或真空斷路器。GIS和C-GIS的智能化1〕智能化目標(biāo)集中在在線監(jiān)測(cè)和智能控制兩方面?！?〕在線監(jiān)測(cè)在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)影響設(shè)備平安可靠運(yùn)行的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，為設(shè)備的預(yù)防性檢修提供依據(jù)。需要檢測(cè)的主要參數(shù)SF6氣體的密度與水分含量設(shè)備局部放電及其定位斷路器的機(jī)械特性與電氣壽命避雷器泄漏電流內(nèi)部各一次開(kāi)關(guān)元件的工作狀態(tài)?！?〕智能控制對(duì)設(shè)備運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)參量及狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，完成要求的測(cè)量、保護(hù)與控制功能。2〕GIS和C-GIS的智能化模式當(dāng)前常見(jiàn)的有在線監(jiān)測(cè)與智能控制別離和一體設(shè)計(jì)兩種模式?！?〕在線檢測(cè)與智能控制別離設(shè)計(jì)把在線監(jiān)測(cè)與智能控制設(shè)計(jì)成兩套裝置，獨(dú)立完成各自的功能，與上級(jí)監(jiān)管系統(tǒng)的通信通道各自獨(dú)立?！?〕在線檢測(cè)與智能控制一體設(shè)計(jì)二者的功能合為一體，共用一套智能監(jiān)控器，共享與上級(jí)監(jiān)管系統(tǒng)的通信通道。特