AIS站智能隔离断路器和集成技术

AIS站智能隔离断路器和集成技术第一页，共34页。智能化AIS发展方向智能隔离断路器和集成技术高压断路器的发展第二页，共34页。高压断路器的发展第三页，共34页。灭弧介质：空气断路器

油（多油、少油）断路器

真空断路器（目前用于中压）

SF6气体断路器CO2气体断路器……高压断路器的发展第四页，共34页。操作机构：气动机构液压机构液压-弹簧机构全弹簧机构电机驱动机构高压断路器的发展第五页，共34页。©ABBGroup4/21/2023|Slide6功能整合程度罐式断路器DTB断路器CB电流互感器CT半封闭式组合电器PASS断路器CB电流互感器CT电压互感器VT隔离开关接地开关GIS断路器CB电流互感器CT电压互感器VT隔离开关接地开关母线/母线槽柱式断路器LTB

断路器CB高压断路器的发展隔离断路器DCB断路器CB电流互感器CT隔离开关接地开关功能集成：第六页，共34页。智能隔离断路器和集成技术第七页，共34页。IEC62271-108:“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。”GB27747-2011: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

基于可靠性的敞开式开关设备4/21/2023第八页，共34页。隔离断路器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4/21/2023第九页，共34页。隔离断路器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4/21/2023第十页，共34页。隔离断路器基于可靠性的敞开式开关设备

传统型抽出式断路器隔离式断路器4/21/2023第十一页，共34页。隔离断路器基于可靠性的敞开式开关设备合闸位置分闸位置隔离位置并在分闸位置锁定接地开关分闸位置合闸位置4/21/2023第十二页，共34页。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

基于可靠性的敞开式开关设备4/21/2023第十三页，共34页。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基于可靠性的敞开式开关设备4/21/2023第十四页，共34页。智能隔离断路器技术一次设备智能化一体化业务系统集成化智能设备就地保护站域保护广域保护层次化保护控制集成化智能变压器集成式智能断路器其他电气设备4/21/2023第十五页，共34页。智能隔离断路器技术一次设备智能化电流互感器保护测量隔离断路器隔离开关操作，状态检测，信号上传，保护出口SF6气体状态隔离断路器机械特性线圈电流操作时间电机储能时间电流4/21/2023第十六页，共34页。智能隔离断路器技术一次设备智能化隔离断路器机械特性线圈电流操作时间电机储能时间电流SF6气体状态4/21/2023第十七页，共34页。智能隔离断路器及集成技术

一次设备功能集成单一设备功能组合功能集成4/21/2023第十八页，共34页。智能隔离断路器及集成技术一次设备功能集成CT共支架安装传统CT集成光CT集成4/21/2023第十九页，共34页。智能隔离断路器及集成技术平面布置—220kVAIS站与目前变电站面积相比，新一代220kVAIS站的占地面积减少约40%。128.5m160m160m78m当前变电站智能变电站第二十页，共34页。智能隔离断路器及集成技术结线方式—220kVAIS站采用双母线接线；采用集成式智能断路器，取消站内出线侧隔离开关。220kV侧由双母线优化为单母线分段；采用集成式智能断路器，取消站内出线、母线侧隔离开关。110kV侧当前变电站智能变电站当前变电站智能变电站第二十一页，共34页。智能隔离断路器及集成技术间隔断面图—220kVAIS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器，配电装置纵向尺寸由128.5m优化至78m，同时减少线路损耗。128.5m78m当前变电站智能变电站10kV高压室电子式互感器隔离开关普通断路器集成式智能断路器第二十二页，共34页。智能隔离断路器及集成技术建筑优化—220kVAIS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220kVAIS方案目前变电站总建筑面积820智能变电站总建筑面积（集装箱个数）324（9）面积减小比例60%注：数据引自《智能变电站技术方案研究报告》第二十三页，共34页。智能隔离断路器及集成技术综合比较—220kVAIS站220kV主接线可靠性指标0.0753%0.8340.352故障概率故障频率32%58%优化接线常规接线可靠性缩小故障波及范围、缩短停电时间，电气主接线的可靠性提高。可用性采用一体设备，提高了可用性（平均不可用时间从3.1小时/年减少至1.2小时/年）。采用光缆代替电缆，节省控制电缆约80％，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，光缆沟道截面缩小近50％。节材节能第二十四页，共34页。智能隔离断路器及集成技术综合比较—220kVAIS站建筑设备安装其他合计初期-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案费用对比表（220kVAIS）造价分析与通用设计造价比，220kV近期方案总投资增加8%，主要因设备购置费增加。工程推广后，预计设备价格可下降约20%。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。注：数据引自《智能变电站技术方案研究报告》第二十五页，共34页。智能化AIS发展方向第二十六页，共34页。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化AIS发展方向

4/21/2023第二十七页，共34页。智能化AIS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4/21/2023第二十八页，共34页。智能化AIS发展方向

4/21/2023第二十九页，共34页。智能化AIS发展方向

4/21/2023第三十页，共34页。多种组合形式的PASS：

智能化AIS发展