隔离断路器的发展与应用

黄运昌

摘 要：随着我国社会的不断发展，对电力建设的投资也在不断增加，我国用电量正在逐年增长，基于此，电力设备也逐渐朝着智能化、自动化、大型化的方向发展。在电力系统中，隔离断路器有着重要的作用，主要表现为能够隔离电源、隔断无负荷电流的电路，广泛应用于电路中，可以提高电厂及变电站运行的安全率。该文就隔离断路器的发展做了简要分析，并且阐述了隔离断路器的应用。

关键词：隔离断路器 发展 应用

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0072-02

近几年，随着技术的迅速发展，我国也迎来了智能化及数字化的时代，那么我国电力系统也应该随着时代的变化，朝着智能化的方向发展。为了能够满足现代社会人们的用电需求，并且能够实现电力系统中数字化的信息传输，那么使电力设备智能化及数字化地发展是非常有必要的。

1 隔离断路器的发展

随着电力系统的迅速发展，其具有自动化及可靠性，在发电、配电、用电及输电中，都要求在保护、監控方面做到智能化及自动化。隔离断路器是电力系统中最重要的控制设备，隔离断路器的智能化及自动化就是电气设备智能化的基础。隔离断路器的智能化不仅要通过计算机实现智能化，还要使用电弧的能量，对电路的运行状态进行自动诊断、操作，应用全新的传感器技术、信息传输技术及微电子技术，这样才能使隔离断路器朝着智能化的方向发展。以下就对252 kV的隔离断路器设备进行了深层次的研究、设计和开发，并且浅析了智能化隔离断路器的应用。

2 隔离断路器的组成设备

2.1 组成

智能化隔离断路器整机的设备主要包括数字编码器、隔离断路器、电子式互感器、智能终端、合并单元、监控装置。

2.2 介绍

（1）数字编译码。数字编译码能够测量断路器的速度，主要被安装在断路器转动轴上面。数字编译码的工作方式使用光电扫描原理进行，使用径向线栅和码盘在光源及接收器两者中旋转，以此产生与接收器成正比的信号，此信号经过电子线路处理，被传送到监控IED中，通过计算和分析，算出断路器的参数，比如时间、速度。

（2）电子式互感器。其是测量流程主回路中电流的一种器件，被安装在断路器中电流主要经过的通道中。测量电流主要使用的是低功率CT传感，保护电流主要使用的是空心线圈传感，以此使电子式互感器测量值具有精准性，进一步地扩大测量动态范围，使用远程模块采集空心线圈的输出信号，使电流绝缘，使互感器具有可靠性。

（3）智能终端。智能终端的主要目的就是为了接收测控装置的命令并且传达命令，可以将智能隔离断路器的整体进行控制，并且将其放入控制柜中（见图1）。另外智能终端还能够有效接收设备的状态及位置等一系列的信号，并且将这些信号传递到监控后台中，使系统对设备进行有效的判断。

（4）合并单元。其能够测量电子式互感器中的数据，并且将这些数据进行合并和汇总，被安装在控制柜中（见图1）。合并单元有两个作用：其一，能够将供能激光提供为远端模块中；其二，能够将电流互感器发送的数据进行接收和处理，同步三相电流电压中的信号，并且根据规定协议测量这些数据，将这些数据发送到后台，以便二次设备使用。

（5）监控装置。在接收到后台传送的指令之后，将这些指令下达到智能终端中，使其能够操作断路器中的电力设备，被安装在控制柜中（见图1）。

（6）在线监测IED。能够有效查看现场中设备的运行状态，被安装在控制柜中。设备中测量到的气体含量、温度及电力设备等一系列的信号都可以在在线监测IED上面读取到。

2.3 设备功能的实现

一台运行中的隔离断路器，电子式互感器检测到主回路中的电流之后，通过远程模块将测量到主回路中的电流信号发送到合并单元中，通过合并单元的处理及同步之后，将其传输到系统后台中。设备中的气体状态、温度等一系列的信息都能够在在线监测IED中显示。

系统后台在为隔离断路器进行操作判断的时候，后台会将做动作命令发送给测控装备，然后通过测控装备将命令分别发送给智能终端，然后执行此命令。电子式互感器将自身测量得到的电流信息传动到合并单元中，经过合并单元处理传送给后台，数字编译码将断路器的动作特性等一系列信息传动到在线监测IED中，然后进行查看，之后上传到后台中。系统后台在对信息进行判断及汇总之后，根据预先设计好的系统进行控制。

3 隔离断路器的应用

为了促进国家电网公司全新智能站的发展与研究，设计了智能化的隔离断路器，使电气主接线进一步简化，节约了变电站的占地面积。

3.1 简化电气主接线

智能化隔离断路器提高了其运行的可靠性，大大降低了设备出现故障的记录，取消了线路侧的隔离开关及母线侧，简化了电子主接线。

3.2 降低了设备发生故障几率

相比传统的隔离断路器，智能化隔离断路器降低了设备的使用量，从而降低了整体设备发生故障的几率，提高了变电站在运行过程中的效率及可靠性。

3.3 维护方面

传统断路器结构复杂，需要大量的维护工作，其问题主要是在断路器隔离之后，怎样才能使变电站中其他部分正常工作。经过技术的发展，人们为了维护断路器，研发出了隔离开关，使断路器周围具有隔离开关，便于断路器的维护。

3.4 智能化优点

首先方便了现场的接线，降低了使用电缆的数量；其次使用光纤的传输形式，提高了信号的抗干扰能力；最后使用在线监测IED，可以直观地观察数据。

3.5 隔离断路器发展过程中的改进

目前电子式互感器属于有源元件，要供给能源给感应线圈，其属于易损元件，由于其被安装在高压侧，那么之后的更换及维修就会非常麻烦，所以在今后的发展中可以使用无源电流互感器。另外，为了提高测试及调式的便捷性，可以在测控准备中设置设备端口物理定性，能够更加精准地将设备的状态反映出来。

4 结语

相比传统的设备，隔离断路器作为全新的设备，不仅能够减少变电站中的经济技术指标，还减少了安装设备的工程量及设备中的数量，有效地缩短了工程的施工时间，并且增加了检修周期，提高了使用周期。随着社会的不断发展，目前智能化隔离断路器处于发展初级阶段，通过对隔离断路器的智能化开发及实验，得到了良好的成果，对我国未来智能化的电力设备发展有着重大的意义。

参考文献

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