智能高压开关设备的技术分析

智能高压开关设备的技术分析

孔秀杰,周洪

371082198512182123 370921198811051532山东泰开高压开关有限公司：271000

摘要：随着智能技术的不断发展和进步，智能系统的可靠性和科学性也受到了广泛关注，要想发挥智能技术状态监测、调试等工作作用，就要保证开关设备技术处理环节的规范效果，满足系统工程发展要求。基于此，对智能高压开关设备的技术进行研究，以供参考。

关键词：智能；高压开关设备；技术

引言

高压开关是配电系统的主要组成部分，运行安全严重影响电网的稳定性。随着我们的断路器越来越高，相应的技术不断变化和创新，以改善电网的发展。近年来，在政府的大力支持和新技术的支持下，高压配电大幅增加。下面简要介绍高压电气开关的优缺点。

1新型智能高压开关设备的特点

（1）智能高压开关设备和对应的部件要借助数字化测量的方式完成参数的处理，测量的结果会借助层级推送的模式直接汇总在站控层网络，以保证高压设备和其他部件运行控制效果满足预期。在属性和参数分析过程中，要对气室压力、操作压力、一次电线、电压信号灯进行参数的汇总，确保智能组件功能管理效果最优化。（2）在基于DL/T860技术支持下的应用模式，能实现高压开关设备智能化管理和控制，以便于能有效完成间隔体系内断路器和隔离刀侧、接地刀闸的操作控制，配合状态监测流程就能建立相应的实时性控制模式，并配合过程层网络完成信息的发布和处理。与此同时，新型智能高压开关设备还能具备防误操作处理功效，借助开关设备控制器就能实现相匹配的应用。（3）主要是借助智能化应用控制功能的可视化模块，建立基于聚合信息和经济综合分析模块，就能实现信息的交互管理，并且，借助监测主IED完成相关工作，有效实现站控层网络和站控层设备的应用目标，从而保证信息实时性共享，为电网优化工作的落实和开展奠定基础。此外，智能高压开关设备借助控制器替代传统的控制回路，配合光纤和上层设备通讯模式，就能打造更加多元且科学的闭锁管理机制，待信息数据上传后就能结合数据分析结果落实相应的决策，提高元件监控的及时性和规范性，也为状态评估予以支持。

2新型智能高压开关设备的技术

2.1真空断路器技术

真空断路器采用真空二极管作为传感器之间的分离和关闭介质，从而提供快速、无干扰的介质恢复。20世纪20年代第一个真空二极管问世以来，真空二极管限制了真空分离技术的发展。到六十年代末，真空维持的挑战得到了解决，真空断路器才进入了大型工业的阶段。采用真空关闭+正常气体绝缘是当前最重要的技术方向之一，对环境无害。真空二极管作为真空开关的核心，通过静止和关机功能影响GIS装置的总体参数水平。该技术需要合适的真空二极管，在高压室的隔离、流动和关闭方面存在着一系列技术瓶颈，以及较大的外壳和骨盆绝缘子。采用真空关闭比采用新的气体介质成本更低。真空技术对于高压电力线来说也是一项艰巨的任务，但由于真空具有优异的弧能力，随着技术的发展，在应用高压选择开关混合气体方面也有一定的空间。

2.2高压开关的智能化技术

智能在高压开关中的应用主要通过仿真实现。仿真技术不仅可用于按钮的设计和实现，还可用于压力开关运行状态的监控。例如，在设计仿真技术中，可以使用仿真软件研究不同速度下弯头与气体压力之间的关系，从而为压力开关的机械结构和空间设计提供基本参考。通过将应力测试与仿真值进行比较，可以发现仿真软件可以预测精度超过99%的特定分离点，以满足实际设计的基本要求。使用模拟器还可以在实际应用压力开关时监控实时性能。该技术基于红外光束或温度控制点中压力开关相应机械结构温度的点到点测量，然后通过数据转换和Yves将温度转换成计算机识别的仿真信号。注意仿真系统对各种材料和设计具有较好的考虑温度参数系统，与实际红外辐射测量结果相似，可以控制上下位移低于5%，更好地满足设备监控的实际要求。

2.3高速开断技术

开发高性能开关是解决短路过载问题的直接方法。另一种方法是通过快速调整电网结构和灵活抑制短路电流来提高电网的灵活性。对预防短路电流干扰进行了重要的技术研究，为短路电路开发了一种灵活的抑制解决方案:短路时以正常开关速度的2倍避免短路干扰，从而减少了发生故障时通过正常开关流过的短路电流，然后再由一般开关完成部件的故障。传统断路器的固有制动时间为30-80毫秒，分离时间为40-100毫秒，故障切换持续时间为70-1400毫秒。在关闭保护开关之前，系统设备受到的电流冲击要大三至四倍，电压降时间越长。高速开关停机需要可靠性，而高速开关的应用可对传统电网产生革命性的影响。该公司在发展高速断路器方面已证明是国内领先的。该公司开发了252kV高速隔离开关和GIS产品，进一步验证了故障性能，并进行了两次现场手动短路测试，其中停机时间比同类其他交换机短20.1毫秒，完全停机时间低50%。该技术是高压技术创新领域的又一重大突破。高速关机保护开关的研制正在进行。

2.4基于机器学习算法的状态评估技术

近几年，机器学习算法被广泛应用在智能设备控制体系中，利用算法处理模式完成GIS故障样本的收集工作和分析工作，全面了解故障预兆和故障类型特点，完成匹配算法和输出向量的管理工作，就能建立新型智能高压开关设备状态评估基础模型。具体流程如下。（1）信号变送系统，主要是选择监测量和基础监测方式，在高压开关设备配合传感器的基础上，完成对应数据信息的集中化管理，维持信息监督控制效能最优化。（2）数据采集系统，在针对采集数据进行预处理后，就要配合数据采集工序的处理方式，确保信号评估和基础参数调取的合理性、规范性。（3）信号传输系统，主要负责完成信号内容和相关信息的传递，从而建立完整的信息管控模式。（4）数据评估和诊断系统，在经过数据采集和预处理工序后，进入到数据评估和诊断系统，主要是依据专家库进行评估和诊断，从而全面获取验证分析的结果，并实现科学化输出，进一步维持统筹管理的平衡性。

3环保高压开关设备技术应用展望

环保设备中使用的常用替代气体介质、新型替代气体介质和真空二极管电路技术各有优缺点。采用常规气体作为绝缘介质和圆角，可辅之以结构改进和增加气压等措施，或结合考虑绝缘强度和经济性的混合气体和气动复合绝缘，特别是在200kV以下的应用中。采用C4F7N混合气体作为绝缘介质和封闭介质成本低廉。目前市场上有145kVGIS和420kVGIL应用，420kVGIS产品正在开发中，电压水平较高的产品正在不断变化。C4F7N是一种氟碳气体，影响装置的可靠性，同时集中关注C4F7N气体在国有化、混合气体开发以及产品运输和维护方面的固化和维护问题，因为电弧的高温可能成为碳原子的一个组成部分。

结束语

近年来，以新能源为导向的大规模应用和电动汽车为特点的新能源革命浪潮不断扩大。与此同时，领先的信息、网络和控制技术，如“云移动链”，已促使电网朝着更强的电网、海量、高智能、资源调配和增值机会的方向发展。高压选择开关是电网的主要设备之一。近年来，其核心技术发展迅速，尤其是在智能、环保、高电压和容量增强等领域。

参考文献

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