智能高壓開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)

王德鋒

廣東北江開關(guān)廠有限公司 廣東清遠 511500

智能高壓開關(guān)設(shè)備是一種高性能的開關(guān)及控制設(shè)備。而此設(shè)備之所以具有以上功能，端賴起所裝配的傳感器以及智能電子裝置。而除了對設(shè)備開關(guān)的控制外，該控制設(shè)備還能感知自身及電網(wǎng)的運行狀態(tài)，繼而可通過對自身及電網(wǎng)運行狀態(tài)的智能來為設(shè)備本身的優(yōu)化控制以及對智能電網(wǎng)的優(yōu)化運行提供支撐[1]。

1 智能高壓開關(guān)設(shè)備技術(shù)內(nèi)涵

諸如變壓器、斷路器、互感器以及母線等一次設(shè)備以及輔助、智能和變電站自動化系統(tǒng)等二次設(shè)備均是智能變電站所不可或缺的重要組成部分。除此之外，智能變電站還主要由三大物理層組成，分別為過程層、間隔層以及站控層。其中，過程層的諸多設(shè)備主要是為一次設(shè)備與二次系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)起到牽線搭橋的作用。而間隔層的主要作用則給以此設(shè)備的運行過程提供所需的各類數(shù)據(jù)。至于站隔層與站控層則具有對一次設(shè)備的調(diào)節(jié)與控制等功能。

智能高壓開關(guān)設(shè)備的運行原理主要是通過對各類感性信息的監(jiān)控與測量，再借由對開關(guān)設(shè)備的運行、控制以及可靠性等狀態(tài)的綜合評估過，繼而根據(jù)評估過結(jié)果來與智能電網(wǎng)予以實時互動，以此既能對智能電話的控制起到花蕾的優(yōu)化作用，又能對智能電網(wǎng)實際運行過程提供有力支撐，繼而在幫助智能電網(wǎng)及早發(fā)現(xiàn)性能隱患同時最大限度避免相關(guān)事務(wù)的發(fā)生。而就智能電網(wǎng)本身而言，其相較于傳統(tǒng)高壓開關(guān)設(shè)備主要具備幾方面優(yōu)勢：

一是設(shè)計及功能集成度高。由于智能高壓開關(guān)設(shè)備使用的組建均為集成電子式，故在占地方面有了極大程度的優(yōu)化。且比之傳統(tǒng)高壓開關(guān)設(shè)備，智能高壓開關(guān)設(shè)備還具有實施監(jiān)測與評估狀態(tài)的功能，這亦是傳統(tǒng)高壓開發(fā)設(shè)備所不具備的。

二是接口統(tǒng)一。智能高壓開關(guān)設(shè)備均采用的統(tǒng)一規(guī)約的借口，故設(shè)備的內(nèi)外部組建均具有良好的互換性與互聯(lián)性，如此設(shè)計將極大減少現(xiàn)場調(diào)試工作量。

三是提高設(shè)備整體運行可靠性。在智能傳感器的支撐下，使得智能高壓開關(guān)設(shè)備能可自主實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的預(yù)測和感知，以便及時獲取設(shè)備的實施運行狀態(tài)，繼而方便相關(guān)人員及時開展檢修、維護等工作。

四是優(yōu)化系統(tǒng)運行。在想合閘控制技術(shù)的支撐下，系統(tǒng)的過電壓將大幅減少，以此將能進一步提高電網(wǎng)運行的自動化程度。

五是體現(xiàn)環(huán)保節(jié)約理念。在光纜通訊的支撐下，使得通信電纜的使用量將大幅減少，這也相應(yīng)的降低了設(shè)備安裝與調(diào)試等環(huán)節(jié)所需的人力投入，繼而可切實縮短設(shè)備的調(diào)試與安裝周期[2]。

2 當前典型智能高壓開關(guān)設(shè)備的特點及功能

當前最典型的智能GIS不僅具有傳統(tǒng)GIS的基本功能，且同時還具有傳統(tǒng)GIS所不具備的測量、控制以及監(jiān)控功能；齊總，測量功能的主要作用便是能通過測量設(shè)備主回路電流、電壓及開關(guān)設(shè)備分和位置等信息而后基于IEC61850通信網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)信息傳輸至變電站的上層系統(tǒng)，從而方便變電商上層系統(tǒng)根據(jù)信息來對相關(guān)設(shè)備予以粉盒操作。至于監(jiān)測則是通過對開發(fā)設(shè)備本身的機械特性、氣體密度以及局部放電狀態(tài)的監(jiān)測，以獲取與設(shè)備實際運行狀態(tài)相關(guān)的各方面信息，而相關(guān)信息同樣可基于IEC61850通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至變電站的上層系統(tǒng)。從而方便后續(xù)控制工作的開展。

2.1 智能組件的組成

組成智能高壓開關(guān)設(shè)備的智能組件主要包含了開關(guān)設(shè)備控制器、機械狀態(tài)監(jiān)測 IED、選相合閘控制器、測控裝置以及合并單元等。而各智能組件之間的通信則主要依靠過程層與站控層的網(wǎng)絡(luò)通信來實現(xiàn)。于此通話四，諸如IED等組件以主要借助過程層網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)對控層設(shè)備之間的信息交互。

2.2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成

2.2.1 局部放電監(jiān)測

局部放電監(jiān)測的主要作用便是能教師檢測到任何細微的絕緣缺陷，從而為設(shè)備的檢修提供指導(dǎo)，繼而可最大限度避免絕緣故障的產(chǎn)生。至于該監(jiān)測技術(shù)為何能檢測到細微的絕緣缺陷，所仰賴的依據(jù)便是局部放電所產(chǎn)生的一系列物理現(xiàn)象及化學(xué)變化。當前，運用最廣泛的局部放電監(jiān)測方法共有3種，分別為脈沖電流法、特高頻法依據(jù)超聲法。

在我國，由于局部放電監(jiān)測技術(shù)尚不成熟，故此環(huán)節(jié)工作通常需要依靠國外產(chǎn)品來進行。雖然，國內(nèi)也有相關(guān)機構(gòu)與高校在對此方面的研究中取得了一定的成就，但因相關(guān)產(chǎn)品的價格實在過于高昂，故目前此類產(chǎn)品通常僅是應(yīng)用在電壓等級較高的開關(guān)產(chǎn)品之上。

2.2.2 機械特性監(jiān)測

基于操動機構(gòu)本身的特性，故通過對操動機構(gòu)的掌控，將能直觀化的了解到斷路器的實際運行狀況，

繼而可將之作為判斷斷路器是否健康的重要依據(jù)。與此同時，據(jù)國際大電網(wǎng)會議所開展的兩次世界范圍調(diào)查結(jié)果顯示，高壓端路障80%故障大多是因操作機構(gòu)的問題所引發(fā)，因此，針對操作機構(gòu)的監(jiān)測需務(wù)必引起相關(guān)人員的足夠重視，而就國內(nèi)目前爾雅，針對機械特性的監(jiān)測裝置普通體用的是速度曲線，而針對機械特性的監(jiān)測參數(shù)則主要包含了行政、分合閘線圈電流以及分合閘的速度與時間等。

2.3 儲能電機工作狀態(tài)監(jiān)測

斷路器儲能電機亦是操動機構(gòu)所不或缺的重要組成部分，該電機的作用便是能直觀反應(yīng)智能系統(tǒng)的缺陷，以此可找出導(dǎo)致液壓系統(tǒng)發(fā)生泄漏事故的主要原因，繼而方便相關(guān)找到問題的發(fā)生源頭并有針對性的進行維修，以此可避免事故傷害的進一步擴大。

3 結(jié)語

總之，在智能高壓開關(guān)設(shè)備中，電力系統(tǒng)與用戶亦對研究過程有著極其重要的作用。因此，為切實維護智能高壓開關(guān)設(shè)備的有效發(fā)展，便必然要對以上諸多方面的技術(shù)與控制手段的具體運用給予高度重視，繼而積極針對系統(tǒng)所反饋出的不足與缺陷采取有效的彌補措施，以此方能研制出符合電力系統(tǒng)各方面需求的可靠產(chǎn)品，繼而在提升用電的穩(wěn)定性同時切實維護我國電力事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展[3]。