新一代智能站关键智能一次设备

新一代智能站关键智能一次设备第一页，共35页。技术特点：智能组件与变压器有机结合，电子式互感器与套管嵌入安装，实现测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化特征。智能组件与变压器集成组件柜前视图组件柜背视图一、新一代智能变电站第二页，共35页。技术特点：满足隔离开关断口要求，集成线路侧接地刀闸，与电子互感器一体化制造，节省占地25%～40%左右工程应用：目前,ABB已研发出72.5kV～550kV隔离断路器并制定了相关IEC标准，国际已运行1300多台;我国平高、西开集团已研制成功SF6集成式隔离断路器(220kV、110kV)。标准：国际IEC62271-108:2005，国家标准GB/T2774-2011《额定电压72.5kV及以上交流隔离断路器》隔离开关电流互感器电压互感器普通断路器隔离式断路器集成电子式互感器、具有隔离功能的断路器（DCB）

一、新一代智能变电站第三页，共35页。技术特点：利用真空度在线监测、绝缘状态检测等技术实现开关柜智能化。利用氮气、空气等环保气体替代SF6气体，采用低气压力实现环境友好目标，降低运行成本；有效节约占地30%～40%。工程应用：示范工程中仍采用SF6气体柜，下一步扩大示范拟试点应用环保气体柜。智能环境友好型金属封闭开关设备环保气体替代SF6A：断路器气室B：母线气室C：电缆室D：断路器压力释放通道E：母线室压力释放通道F：低压控制室一、新一代智能变电站第四页，共35页。新一代智能变电站隔离断路器应用情况二、工作概况变电站名称平高公司西开公司ABB公司220kV重庆大石126kVDCB——252kVDCB110kV武汉未来城——126kVDCB——

选择两座户外站应用隔离断路器设备，户内站选用智能化GIS设备第五页，共35页。三、

DCB技术进展1、研制背景传统设计：传统变电站设计时，通常在断路器两侧安装隔离开关，进行检修或维护作业时，打开隔离断口用于隔离相邻线路或设备。选择该设计的初衷：断路器结构相对复杂，早期产品可靠性较低，保证检修断路器时不影响线路正常供电。而隔离开关结构较为简单，据早期统计表明，一般的断路器维护周期为1～2年，而隔离开关能达到4～5年，可靠性高于断路器。第六页，共35页。传统变电站设计三、

DCB技术进展第七页，共35页。近50年开关设备故障率变化趋势三、

DCB技术进展第八页，共35页。2、产品定义与原理：

2005年10月，发布了国际标准IEC62271-108。针对72.5kV及以上电压等级的隔离断路器给出了定义和使用要求，其中对隔离断路器(Disconnectingcircuit-breaker)给出了明确定义：具有隔离开关功能的断路器，即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。三、

DCB技术进展第九页，共35页。系统接线原理图三、

DCB技术进展第十页，共35页。工作原理：

隔离断路器（DCB）在动作过程中仅有一套运动触头，当处于分闸位置时，传统隔离开关功能通过DCB灭弧室触头来实现，在隔离断路器灭弧室内，没有多余触头或部件用于隔离开关功能。隔离断路器有单相操作和三相机械联动两种操作方式，通常采用弹簧操动机构。额定电压245kV及以下采用单断口设计，362～420kV一般采用双断口设计。隔离断路器的额定电流、电压与断路器参数一致。三、

DCB技术进展第十一页，共35页。隔离断路器的运行位置：三个位置-合闸位置-分闸位置-隔离闭锁位置具有锁定系统并可以在隔离开关位置上锁三、

DCB技术进展第十二页，共35页。隔离断路器配置外部接地开关（可选）

接地开关置于断口外，只有当隔离断路器闭锁在分闸位置时方可进行接地开关的合闸操作，可实现远方电机操作，具有可见的接地和非接地位置，可就地挂锁，确保运维操作人员安全。三、

DCB技术进展第十三页，共35页。隔离断路器的合、分闸及闭锁位置三、

DCB技术进展第十四页，共35页。3、产品装用情况隔离断路器产品系列三、

DCB技术进展第十五页，共35页。产品运行业绩：截至2014年，DCB产品订单量超过2000台。用户业绩按照国家和产品统计如下，主要国家为瑞典，挪威，芬兰；销售最多的型号依次为LTB145、HPL420、LTB72.5和HPL245。三、

DCB技术进展第十六页，共35页。4、变电站设计差异双母线系统改造方案：改造为单母线分段系统。三、

DCB技术进展第十七页，共35页。5、产品优势降低电力设备使用量；简化接线方式；节省空间和占地面积；易于安装调试；没有均压电容三、

DCB技术进展第十八页，共35页。6、隔离断路器与电子式互感器集成目前，145kV和245kVDCB与电子式式互感器集成应用，且产品在2015年具备交货能力。2015年开展集成FOCS的DCB试点应用。三、

DCB技术进展第十九页，共35页。四、关键技术1、确定产品技术参数隔离断路器环境条件参数和其余隔离断路器参数参照瓷柱式断路器，接地开关参数参照常规敞开式接地开关参数，电子式互感器参数参照独立式互感器参数。按照最高标准选择。额定电压kV（有效值）额定短时工频耐受电压kV（有效值）额定雷电冲击耐受电压kV（峰值）通用值隔离断口通用值隔离断口126230230（+73）550550（+103）252460460（+146）10501050（+206）表

隔离断路器绝缘水平参数第二十页，共35页。2、126kV隔离断路器总体方案接地开关机构断路器弹簧机构接地开关DCB本体126kV隔离断路器总体方案示意图主要组成部分：断路器；断路器弹簧操动机构；接地开关；接地开关操作机构；机械闭锁装置；电子式电流互感器。关键技术：断路器断口绝缘的设计及保证隔离闭锁系统设计新型互感器的集成技术四、关键技术第二十一页，共35页。2.1、隔离断路器灭弧室126kV隔离断路器灭弧室案示意图断路器采用145kV灭弧室，结构及特点如下：绝缘性能：采用145kV灭弧室，绝缘裕度大；开断性能：采用自能式灭弧室，充分利用电弧自身能量，具有优越的开断性能和低操作功。静支座静触指动触头装配动支座拉杆瓷套四、关键技术第二十二页，共35页。2.2、接地开关126kV隔离断路器接地开关示意图接地刀杆动触头静触头传动系统相间连杆电动机构采用现有145kV接地开关，进行配置设计。总体结构采用直抡式结构，转动部位采用自润滑轴套。机械性能稳定、可靠；通用性好，系列化程度高。四、关键技术第二十三页，共35页。2.3、隔离闭锁系统电气互锁四、关键技术第二十四页，共35页。2.4、与电子式互感器集成技术方案技术路线：第一方案：采用性能相对成熟的独立式电流电压互感器，将互感器紧凑的布置在隔离断路器旁边；第二方案：采用电子式电流互感器集成于隔离断路器灭弧室套管下端，采用光纤绝缘子进行对地绝缘。四、关键技术第二十五页，共35页。集成互感器的整体方案效果隔离断路器相间距1750mm隔离断路器与互感器中心距：800mm整体尺寸（长×宽×高）：4500×2000×5100mm整体效果图（独立支撑）整体效果图（与断路器公用支撑）四、关键技术第二十六页，共35页。集成电子式电流互感器的整体方案效果四、关键技术第二十七页，共35页。2.5、智能化集成技术除集成了电子式电流互感器系统外，还具有如下功能：1）SF6气体监测2）机械特性的监测3）智能控制系统具有测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化的技术特征。四、关键技术第二十八页，共35页。3、252kV隔离断路器总体方案252kV隔离断路器总体方案示意图主要组成部分：断路器；断路器弹簧操动机构；接地开关；接地开关操作机构；机械闭锁装置。关键技术：断路器断口绝缘的设计及保证隔离闭锁系统设计新型互感器的集成技术DCB本体接地开关机构DCB弹簧机构接地开关四、关键技术第二十九页，共35页。3.2、252kV隔离断路器与互感器的集成技术方案技术路线：第一方案：采用性能相对成熟的独立式电流电压互感器，将互感器紧凑的布置在隔离断路器旁边；第二方案：采用电子式电流互感器集成于隔离断路器灭弧室套管下端，采用光纤绝缘子进行对地绝缘；四、关键技术第三十页，共35页。五、性能检测1、参照标准试验参照标准GB1984、GB1985、GB/T27747、GB/T20840.7、GB/T20840.8、智能气体绝缘金属封闭开关设备性能检测方案、智能高压交流断路器性能检测方案、国家电网公司电子式互感器性能检测方案（国网科智[2012]24号）进行。差异性第三十一页，共35页。2、总体要求型式试验与装置的额定值有关，在完成GB1984、GB1985的第6章规定的型式试验的基础上，还要求进行组合功能试验来验证隔离距离间的绝缘耐受能力保持不变而没有不利的劣化。适应于126kV、252kV电压等级集成式智能高压隔离断路器。五、性能检测第三十二页，共35页。3、各部分元件试验要求集成式智能高压隔离断路器由隔离断路器、接地开关、闭锁装置、电子式互感器、传感器、智能