《电力系统继电保护》课程案例-开关设备的现状及应用

《电力系统继电保护》课程案例

开关设备的现状及应用

1.课程案例基本信息

课程案例名称开关设备的现状及应用

课程案例编号

关键词开关设备现状

对应知识点高压开关设备的认知

中国高压开关设备发展的历程'

国内高压电器开关设备发展总的来说经历了三个阶段:

a.起步、学习；

中国的高压电器开关设备的设计制造基本是从零开始的，因为没有技术、

设备，更没有经验。上世纪50年代初，是依靠当时苏联提供的技术资料以及

设备，并在他们技术人员的帮助下开始了高压电器开关设备图纸、资料学习

消化以及制造。高压断路器设备是以少油断路器（SN1-10）、多油（DW1-35）

及压缩空气断路器（KW1-U0）为主，同时在西安开始建立高压电器试验基

地，并且整机进口断路器及有关设备，开始了中国的高压电器开关制造、试

验以及运行的初始阶段。

b.发展、自行设计、制造

6（）年代苏联技术人员撤离，我们全面开始了自行设计、研制及制造自己

的高压电器开关设备。在这期间首先研制出双断口UOkV少油断路器（SW-

系列）及空气断路器（KW-系列），而且容量及开断能力较苏联产品有了很大

提高，完全满足了国内电力系统的发展和需要。

70年代为了适应国内经济形势的发展，充分利用黄河上游的水利资源西

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电东送，在甘肃刘家峡修建了国内最大的百万千瓦机组的水力发电厂，并以

363kV电压等级向陕西、关中输送电力。这就是在国内乃之世界上最具影响

力的中国第一条363kV《刘家峡一天水一关中》输变电线路。使用的开关设

备全是国内制造，断路器选用的是KW4-363（西开）及KW5-363（沈开）型

高压空气断路器，中国高压电器开关设备有了很大的发展。同时少油断路器

（SW6-系列）配用液压机构也从126kV发展到363kV,成为国内最具影响

力的开关设备，儿乎占领了整个国内开关设备市场，同时断路器出口到越南、

巴基斯坦、阿尔巴尼亚等国家，成为国内最早出口开关设备的产品。

在这期间高压SF6断路器也在紧张的研制、发展，单断口126kV及双断

口252kV/40kA高压SF6断路器的研制、投运成功，标志着中国已进入高压

SF6断路器的先进行列。

C成熟，引进技术、开关设备快速发展

80年代更是输变电设备快速发展时期，80年代初国内自行设计、研制的

开关设备KW4-550（西开）及KW5-550（沈开）型高压空气断路器，用于第

一条550kV《元宝山•锦州—辽阳一海城》输变电线路并投运成功。为我国

开关设备从超高压向特高压发展以及电网运行积累了经验、奠定了基础。

改革开放年代又给中国输变电设备的发展增加了新的活力，引进、吸收、

学习国外先进开关设备技术、加工设备以及先进的管理模式，已成为国内高

压电器行业最急迫、自觉的举措和行动，必然带来了中国高压电器行业的繁

荣与稳步发展。

・2005年我国第一条800kV《关亭（西宁）一兰州东》特高压

输变电线路投运成功，以及2008年我国第一条1100kV《元宝山一南阳一荆

门》特高压输变电线路投运成功。使得中国成为世界上为数不多的1100kV

特高压输变电线路的国家（美国、俄罗斯（已停运）、日本等），感到欣喜的

是这些特高压输变电线路运行的设备有一部分是国产设备，其参数及性能已

是世界先进水平。现在第二条1100kV《淮南一上海》特高压输变电线路在

投建中，有一部分开设备已运到安装现场。

•断路器灭弧室的结构也从双压式一单压式一自能式，现在世界上最先进

的550kV单断口、双动自能式灭弧室结构正在研制中。另外国内首创、智能

化水平最高的敞开式GIS、复合式组合电器（即PASS）和252kV三相机械联动

的断路器批量投产，这些标志着中国开关电器的研制、生产已进入世界大国

的先进行列。

d.真空断路器的发展情况：

我国真空断路器的研制是从70年初开始的，那时在西安高压电器研究

所成立了真空断路器研制小组，也就是后来的八室。在此之前10kV使用的

开关柜型号是GG1-A（苏联型号）为固定柜，配用的是少油断路器是SN1-10,

这种断路器切合正常负荷电流还可以，但是要切合短路电流，特别是切合容

性或感性小电流经常出现问题，甚至爆炸事故。

80年代初由于大功率晶体管的问世，逐渐代替了电子管，几个做电子管

的大型企业逐渐转型，在八室的基础上开始了真空灭弧室的研制和生产，开

始了国内真空断路器的生产。但由于真空灭弧室的真空度、触头材质及形状

等原因，质量较差，甚至出现切合容性或感性小电流截流过电压问题，引起

爆炸事故，影响了真空断路器的发展速度。

90年代初制造厂更换制造设备、并且在触头材质及形状做了重大改进后

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真空灭弧室的质量有了很大提高，真空断路器才有了很大发展，并且对原有

的少油断路器进行更新。尤其是手车柜在国内投入使用，使得真空断路器有

了飞跃式发展，而且现在35kV真空断路器也在普遍采用。

特别值得指出的是llOkV的单断口真空断路器（额定电流2000A额定短

路开断40kA）2012年已投入试运行，额定电流2500A的单断口真空断路器

型式试验也快要完成。

我国真空断路器的水平已进入世界先进行列。

2.我国输变电线路运行电压概况

高压输变电线路运行电压分类，一般定义126kV及以下为高电压系统、

252kV〜550kV为超高电压系统、800kV以上为特高电压系统。

现将国内输变电线路运行电压介绍如下：

西北地区：800kV-363kV-126kV-40.5kV-12kV

（注：近期新疆、宁夏也已上550kV及252kV电压等级）

东北地区：1100kV->550kVf252kV-72.