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文档简介
1、 ABB| Slide 1智能隔离断路器和集成技术-面向未来的智能AIS解决方案北京北京ABB高压开关设备有限公司高压开关设备有限公司 崔志宏崔志宏 ABB| Slide 2智能化智能化AIS发展方发展方向向智能隔离断路器和集成技术高压断路器的发展 ABB| Slide 3高压断路器的发展 ABB| Slide 4灭弧介质:灭弧介质: q 空气断路器空气断路器q 油(多油、少油)断路器油(多油、少油)断路器q 真空断路器(目前用于中压)真空断路器(目前用于中压)q SF6气体断路器气体断路器q CO2气体断路器气体断路器高压断路器的发展 ABB| Slide 5操作机操作机构:构: q 气动机
2、气动机构构q 液压机构液压机构q 液压液压-弹簧机构弹簧机构q 全弹簧机构全弹簧机构q 电机驱动机构电机驱动机构高压断路器的发展 ABB| Slide 6 ABB Group May 2, 2022 | Slide 6 ABB Group May 2, 2022 | Slide 6功能整合程度功能整合程度罐式断路器罐式断路器DTB DTB n 断路器CBn 电流互感器CT半封闭式组合电器半封闭式组合电器PASSn 断路器CBn 电流互感器CTn 电压互感器VTn 隔离开关n 接地开关GISn断路器CBn电流互感器CTn电压互感器VTn隔离开关n接地开关n母线/母线槽柱式断路器柱式断路器LTBL
3、TB n 断路器CB高压断路器的发展隔离断路器隔离断路器DCBDCBn 断路器CBn 电流互感器CTn 隔离开关n 接地开关功能集成:功能集成: ABB| Slide 7智能隔离断路器和集成技术 ABB| Slide 8IEC 62271-108:“DCB即具有隔离开关功能的断路器, 当触头在分闸位置时, 这种断路器可以实现隔离开关的功能。”GB 27747-2011:触头处于分闸位置时,满足隔离开关要求的断路器。隔离断路器隔离断路器 May 2, 2022基于可靠性的敞开式开关设备基于可靠性的敞开式开关设备 ABB| Slide 9隔离断路器隔离断路器May 2, 2022基于可靠性的敞开式
4、开关设备基于可靠性的敞开式开关设备19602010可靠性可靠性零件个数19602010少油断路器SF6 断路器气吹断路器没有额外的隔离触头封装在SF6中的隔离触头 ABB| Slide 10隔离断路器隔离断路器May 2, 2022基于可靠性的敞开式开关设备基于可靠性的敞开式开关设备历史上来看,间隔设计的目的是尽可能将断路器隔离开以便于维护。这是基于断路器在当时比隔离开关的故障率要高很多。一般的断路器维护周期是1-2年,而隔离开关的维护周期能达到4-5年。为了在母线隔离开关维修时,不需要停电,变电站都采用了双母线系统现代断路器比隔离开关需要更少的维护,可靠性更高,开发隔离式断路器条件成熟 AB
5、B| Slide 11隔离断路器隔离断路器May 2, 2022基于可靠性的敞开式开关设备基于可靠性的敞开式开关设备 传传统型统型抽抽出式断路器出式断路器隔隔离式离式断路器断路器 ABB| Slide 12隔离断路器隔离断路器May 2, 2022基于可靠性的敞开式开关设备基于可靠性的敞开式开关设备合闸位置合闸位置分闸位置分闸位置隔离位置并在分闸位置锁定隔离位置并在分闸位置锁定接地开关接地开关分闸位置分闸位置合闸位置合闸位置 ABB| Slide 13 硅橡胶绝缘子最小的泄漏电流被证实的长期可靠性不易破碎,防爆,安全性高断口绝缘水平满足DL593-2006隔离断口的要求开断元件全寿命免维护少的
6、维护工作量易安装调试占地面积小工程成本低隔离断路器隔离断路器 May 2, 2022基于可靠性的敞开式开关设备基于可靠性的敞开式开关设备 ABB| Slide 14提高电力传输的可靠性降低空间需求降低变电站维护和操作费用提高个人安全保障减小变电站对环境的影响隔离断路器隔离断路器May 2, 2022基于可靠性的敞开式开关设备基于可靠性的敞开式开关设备 ABB| Slide 15智能隔离断路器技术智能隔离断路器技术May 2, 2022一次设备智能化一次设备智能化一一体体化化业业务务系系统统集集成成化化智智能能设设备备就地保护站域保护广域保护层次化保护控制层次化保护控制集成化智能变压器集成化智能
7、变压器集成式智能断路器集成式智能断路器其他电气设备其他电气设备 ABB| Slide 16智能隔离断路器技术智能隔离断路器技术May 2, 2022一次设备智能化一次设备智能化电流互感器保护测量电流互感器保护测量隔离断路器隔离开关操作,状态隔离断路器隔离开关操作,状态检测,信号上传,保护出口检测,信号上传,保护出口SF6气体状态气体状态隔离断路器机械特性隔离断路器机械特性线圈电流线圈电流操作时间操作时间电机储能时间电流电机储能时间电流 ABB| Slide 17智能隔离断路器技术智能隔离断路器技术May 2, 2022一次设备智能化一次设备智能化隔离断路器机械特性隔离断路器机械特性线圈电流线圈
8、电流操作时间操作时间电机储能时间电流电机储能时间电流SF6气体状态气体状态 ABB| Slide 18智能隔离断路器及集成技术智能隔离断路器及集成技术 May 2, 2022一次设备功能集成一次设备功能集成单一单一设备设备功能组合功能组合功能功能集成集成 ABB| Slide 19智能隔离断路器及集成技术智能隔离断路器及集成技术May 2, 2022一次设备功能集成一次设备功能集成CT共支架安装共支架安装 传统传统CT集成集成 光光CT集成集成 ABB| Slide 20智能隔离断路器及集成技术智能隔离断路器及集成技术平面布置平面布置220kV AIS站站 与 目 前 变与 目 前 变电站面积
9、相比,电站面积相比,新一代新一代220kV 220kV AISAIS站的占地站的占地面 积 减 少 约面 积 减 少 约40%40%。128.5 m128.5 m160 m160 m160 m160 m78 m78 m当前变电站当前变电站智能变电站智能变电站 ABB| Slide 21智能隔离断路器及集成技术智能隔离断路器及集成技术结线方式结线方式220kV AIS站站采用双母线接线;采用集成采用双母线接线;采用集成式智能断路器,式智能断路器,取消取消站内出站内出线侧线侧隔离开关隔离开关。220kV220kV侧侧由双母线优化为单母线分段;采用集由双母线优化为单母线分段;采用集成式智能断路器,取
10、消站内出线、母成式智能断路器,取消站内出线、母线侧隔离开关。线侧隔离开关。110kV110kV侧侧当前变电站当前变电站智能变电站智能变电站当前变电站当前变电站智能变电站智能变电站 ABB| Slide 22智智能隔离断路器及集成技术能隔离断路器及集成技术间隔断面图间隔断面图220kV AIS站站 采用集电子式互感器、隔离开关和断路器于一体的集成式智能断路采用集电子式互感器、隔离开关和断路器于一体的集成式智能断路器器,配,配电装置纵向尺寸由电装置纵向尺寸由128.5m128.5m优化至优化至78m78m,同时减少线路损耗。同时减少线路损耗。128.5m78m当前变电站当前变电站智能变电站智能变电
11、站10kV10kV高压室高压室电子式电子式互感器互感器隔离隔离开关开关普通断普通断路器路器集成集成式智式智能断能断路器路器 ABB| Slide 23智能隔离断路器及集成技术智能隔离断路器及集成技术建建筑优化筑优化220kV AIS站站优化主控楼等建筑面积,设备小室采用集装箱建筑,实现站内建筑物模块设计、工厂制造、整体运输、快速安装的工业化流程。总建筑面积变化比较总建筑面积变化比较220kV AIS220kV AIS方案方案目前变电站总建筑面积820820智能变电站总建筑面积(集装箱个数)324324(9 9)面积减小比例6060% %注:数据引自注:数据引自智能变电站技术方案研究报告智能变电
12、站技术方案研究报告 ABB| Slide 24智能隔离断路器及集成技术智能隔离断路器及集成技术综合比较综合比较220kV AIS站站220kV220kV主接线可靠性指标主接线可靠性指标0.112%0.0753%0.8340.352故障概率故障概率故障频率故障频率32%58%优化接线常规接线可靠性缩小故障波及范围缩小故障波及范围、缩短停电时缩短停电时间间,电气,电气主接线的可靠性提高。主接线的可靠性提高。可用性采用一体设备,提高了采用一体设备,提高了可用性可用性(平平均不可用均不可用时间时间从从3.13.1小时小时/ /年减少至年减少至1.21.2小小时时/ /年年)。采用光缆代替电缆,节省控制
13、电缆约采用光缆代替电缆,节省控制电缆约8080,降低了火灾隐患,减少,降低了火灾隐患,减少了铜材用量,体现了节材、节能的绿色理念;与电缆沟相比,光缆沟道截了铜材用量,体现了节材、节能的绿色理念;与电缆沟相比,光缆沟道截面缩小近面缩小近5050。节材节能 ABB| Slide 25智智能隔离断路器及集成技术能隔离断路器及集成技术综合比较综合比较220kV AIS站站建筑建筑设备设备安装安装其他其他合计合计初期-9%26%-15%-12%8%推广后-9%6%-15%-12%-10%智能变电站与目前变电站方智能变电站与目前变电站方案费用对比表(案费用对比表( 220kV AIS 220kV AIS
14、)造价分析与通用设计造价比,与通用设计造价比,220kV220kV近期方案总投资增加近期方案总投资增加8%8%,主要因设备,主要因设备购置费增加。购置费增加。工程推广后,预计设备价格可下降约工程推广后,预计设备价格可下降约20%20%。此时,智能站的投资水。此时,智能站的投资水平将与目前变电站基本相当或进一步降低。平将与目前变电站基本相当或进一步降低。注:数据引自注:数据引自智能变电站技术方案研究报告智能变电站技术方案研究报告 ABB| Slide 26智能化智能化AIS发展方发展方向向 ABB| Slide 27智能AIS解决方案隔离断路器电机驱动+实时在线监测环保气体集成光纤电流互感器智能
15、化智能化AIS发展方向发展方向May 2, 2022 ABB| Slide 28智能化智能化AIS发展方向发展方向在线监测集成到电动机构中实时监测状态实时发出报警信号可通过“微动”检测系统状态May 2, 2022 ABB| Slide 29智能化智能化AIS发展方向发展方向May 2, 2022 ABB| Slide 30智能化智能化AIS发展方向发展方向May 2, 2022Fiber cableCurrentSF6gas Circuit breaker Sensor electronicsSensing fiber coilFiber cableCurrentSF6gas Circuit breaker Sensor electronicsSensing fi
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