中壓開關設備中的智能化技術應用

劉建

摘要：本文介紹了中壓開關設備中的智能化技術應用，主要包含在線監(jiān)測技術，開關柜內部的故障電弧及防護裝置。

關鍵詞：高壓開關柜；智能化技術；在線監(jiān)測裝置

一、概述

智能化中壓開關設備主要由硬件與軟件組成：（1）可控操作的高可靠開關設備；（2）在線檢測裝置可對SF6斷路器、油斷路器、其它電器設備及環(huán)境等進行實時監(jiān)測；（3）先進的傳感器可實現各種信號可靠轉換；（4）中壓開關柜的結構緊湊、小型化。

二、在線監(jiān)測裝置

1 在線監(jiān)測技術

中壓開關設備的在線監(jiān)測包括斷路器機械、電器性能監(jiān)測。如合、分閘線圈電流、操動機構特性、觸頭行程和速度、振動信號監(jiān)測、中壓開關柜內母線聯結處溫升檢測。

2 斷路器機械故障的監(jiān)測

2.1 斷路器合、分閘線圈電流的監(jiān)測

如果高壓斷路器的操作機構是電磁操動機構，其合、分閘線圈一般由直流電源供電。經驗表明：合、分閘線圈的電流可以作為診斷機械故障的信息，合、分閘線圈的電流訊號可由補償式霍爾電流傳感器給出。利用比較電流波形的變化或差異可以診斷出操作機構的故障程度。

2.2 行程、速度的監(jiān)測

斷路器觸頭剛分速度對滅弧性能影響很大，適當提高剛分速度對減少電弧能量、減少零部件的燒損有很大作用，但過分增大剛分速度不一定能提高滅弧性能，反而會加重操動機構的負擔；同樣斷路器觸頭合閘速度對滅弧性能也有很大影響。因此，對斷路器觸頭的行程、速度特性的測量及在線監(jiān)測是很重要的。為了完成正確測量，必須選取合適的位移傳感器。

2.3 中壓開關柜母線聯結處溫升在線檢測

母線聯結處溫升在線檢測裝置裝置，其特點如下：

（1）母線通過電流時，其交變電磁場提供了溫度傳感器探頭所需的工作電源。要求母線中通過電流40A（50Hz）時，傳感探頭就能正常工作，而短路故障所產生的短路電流不會損壞傳感器。

（2）因為在測量點處有強的電磁場，且處于高電位，所以采用紅外調制發(fā)射技術。紅外發(fā)光二極管把高電位處溫度值（脈沖值）發(fā)送到低電位處的紅外接收器上?？梢园褞讉€傳感器的測量值送到同一接收器上。

（3）溫度傳感單元是由石英晶體、輔助電源及訊號輸出回路組成?？梢苑奖愕匕惭b在母線聯結處。石英晶體溫度傳感器特點是體積小、準確度高，耐老化性好。

1992年5月ABB提供的新型溫度監(jiān)視系統(tǒng)，在一面中壓開關柜12個接點處（母線接觸處）的暴露部分安裝上這種尺寸極小的溫度傳感單元，其中三個傳感單元安裝在母線聯結處、三個裝在斷路器上端的連接線處，另三個在電纜終端。在一般情況下僅使用九個傳感器，因為斷路器下端接線與電纜終端的距離很近。

三、故障電弧保護裝置

一般電弧防護裝置由三部分組成：保護主單元；過流、弧光檢測輔助單元；電弧光傳感器。

1電弧光傳感器

作為光感應元件，安裝在開關柜母線室的幾個位置，檢測發(fā)生故障時突然增加的光強。

2過流、弧光檢測輔助單元

弧光檢測輔助單元收集來自電弧光傳感器的光信息，再傳送給主單元。過流檢測輔助單元提供過流動作信息，它是動作判據之一，可進一步保證電弧光保護系統(tǒng)的動作準確性、可靠性。

3保護主單元

它是電弧光保護系統(tǒng)的核心，它用于管理和控制整個電弧光保護系統(tǒng)。它接收檢測短路電流和來自電弧光傳感器的信息，對收集的數據處理、判斷，如果確認是電弧故障，則發(fā)出跳閘命令，使進線斷路器跳閘，即切斷進線電源。如進線斷路器不能跳閘（拒動），則啟動斷路器失靈保護邏輯，發(fā)跳閘命令給上一級斷路器來切斷電源。此外根據過流、弧光檢測輔助單元送來的信息，提供弧光故障點和報警信號。

五、結束語

1.智能化成套開關設備是新一代電器產品，它溶合了計算機、信息、控制、傳感器與微子技術，將每臺智能化單元的通信接口與值班室計算機相連，就可構成變電站綜合自動化系統(tǒng)，可以就地及遠方實現保護，可以實現變電站廣域監(jiān)測和診斷。

2.計算機技術及電磁兼容性（EMC）水平提高，使智能化測控裝置比傳統(tǒng)的機電式測控產品更加可靠，多年來運行已證明了這一點。

3.按狀態(tài)維護技術建立在線監(jiān)測技術、信息技術的基礎上，在線監(jiān)測項目可按實際需要決定。endprint