顧曹新王春華蔡先祥

1.江蘇現(xiàn)代電力科技股份有限公司；2.上海威通電器成套設(shè)備有限公司

智能集成10KV交流真空斷路器及其應(yīng)用

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1.江蘇現(xiàn)代電力科技股份有限公司；2.上海威通電器成套設(shè)備有限公司

介紹了TDS智能集成交流真空斷路器的性能及其特點(diǎn)，闡述了不同場合下的產(chǎn)品應(yīng)用。

概述

TDS智能集成交流真空斷路器（以下簡稱產(chǎn)品）作為10kV開關(guān)柜中兼有斷路器開關(guān)功能和控制功能的主體設(shè)備，適用于10kV進(jìn)線、出線、聯(lián)接線、變壓器、電容器等回路的連接與隔斷，具有測量、控制、保護(hù)、信號、遠(yuǎn)動等綜合自動化功能，以及高壓帶電監(jiān)測、柜內(nèi)溫濕度測量與控制、柜門監(jiān)控、電動底盤車控制、電動地刀控制等配套功能，可實(shí)現(xiàn)10kV交流金屬封閉開關(guān)柜的智能化，使開關(guān)柜功能齊全、結(jié)構(gòu)簡潔、性價(jià)比高、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便。

產(chǎn)品組成及功能

產(chǎn)品由本體和前置器二部分組成，使用時(shí)本體安裝在一次回路中，前置器安裝在開關(guān)柜面板上便于觀察、操作，二者使用光纖或RS485接口進(jìn)行信息交換，在電氣上相互隔離。

產(chǎn)品是基于智能集成技術(shù)的10KV交流真空斷路器，不需要另配綜合保護(hù)裝置、電流互感器等，產(chǎn)品外形尺寸同VS1－12KV真空斷路器，產(chǎn)品可替代的功能電器如圖1所示。

產(chǎn)品具有電流速斷、延時(shí)速斷、過電流（或過電流一、二、三段），充電保護(hù)，重合閘、無壓重合閘、過欠壓保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)或告警、零序過流保護(hù)或告警，超溫跳閘、高溫告警等非電量保護(hù)功能，覆蓋10kV進(jìn)線、出線保護(hù)、變壓器保護(hù)、電動機(jī)保護(hù)、電容器保護(hù)、母聯(lián)保護(hù)等要求，具有光纖、網(wǎng)絡(luò)、RS485、GPRS等通信接口，集成了IEC61850、IEC103、BODBUS等規(guī)約，產(chǎn)品有630A、1250A、2500A、4000A等規(guī)格。

產(chǎn)品本體

產(chǎn)品本體是斷路器主體設(shè)備，包括“一次”開關(guān)、電流互感器和“二次”自動化裝置的本體測控器等，使用時(shí)接入電網(wǎng)和負(fù)載回路中。

產(chǎn)品前置器

產(chǎn)品前置器是“二次”自動化裝置的人機(jī)聯(lián)系設(shè)備，用于觀察和干預(yù)本體的運(yùn)行工況，前置器選用7寸彩色觸摸屏，以圖形、文字、表格等形式，直觀顯示現(xiàn)場一次接線圖、電氣量數(shù)據(jù)、斷路器狀態(tài)、底盤車位置、彈簧儲能狀態(tài)、高壓帶電情況、產(chǎn)品自檢及現(xiàn)場保護(hù)等故障告警信息、運(yùn)行工況，通過菜單操作，可以查詢諧波分量、斷路器插拔端溫度、成套柜柜門位置、各隔室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)及相關(guān)隔室的風(fēng)扇和加熱器運(yùn)行情況等。

功能壓板、遠(yuǎn)方/本地切換開關(guān)、分合閘操作按鍵等，用于替代通用開關(guān)柜屏面上的相應(yīng)元件。

前置器面板設(shè)有紅外感應(yīng)器，在人體靠近時(shí)顯示屏點(diǎn)亮顯示，人體離開后延時(shí)熄滅，在不影響產(chǎn)品功能的情況下，起到節(jié)能降耗、延長產(chǎn)品壽命的功效。

產(chǎn)品主要技術(shù)特點(diǎn)

“柔性”開關(guān)技術(shù)

1）分、合閘時(shí)間短；

圖1 產(chǎn)品可替代的功能電器

2）分、合閘三相同期性好；

3）分、合閘過程無反彈和彈跳；

4）分、合閘時(shí)點(diǎn)可控。

智能集成技術(shù)

1）“一次”與“二次”的集成；

2）“一次”中開關(guān)與負(fù)載電流互感器的集成；

3）“二次”中綜保與在線監(jiān)測的集成；

4）在線監(jiān)測中電氣量在線監(jiān)測與機(jī)械量在線監(jiān)測的集成，產(chǎn)品在線監(jiān)測和與其成套設(shè)備在線監(jiān)測的集成。

高可靠性技術(shù)

1）穩(wěn)態(tài)電磁兼容技術(shù)；

2）瞬態(tài)抗擾技術(shù)。

內(nèi)置電流互感器

產(chǎn)品為了其成套設(shè)備的簡潔、可靠，將通常安裝于負(fù)載側(cè)的電流互感器內(nèi)置于產(chǎn)品中。

傳統(tǒng)電磁式電流互感器存在動態(tài)范圍小、頻率響應(yīng)窄及體積大、功耗大等問題，產(chǎn)品采用了技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)異的電子式電流互感器。

電子式電流互感器按原理分為光學(xué)電流互感器、空心線圈電流互感器和鐵芯線圈電流互感器三種。鐵芯線圈電子式電流互感器是傳統(tǒng)電磁式電流互感器的一種發(fā)展，相對于光學(xué)和空心線圈這二種電子式電流互感器，具有簡單、可靠和成本較低的特點(diǎn)。

產(chǎn)品使用的鐵芯線圈電子式電流互感器的鐵芯線圈，不同于傳統(tǒng)電磁式電流互感器的鐵芯線圈，不再是一個功率部件，其具有電流小、功耗低，不存在負(fù)載不穩(wěn)定和二次開路等問題，其可靠性與產(chǎn)品中使用的電感等其它電子元器件水平相當(dāng)，甚至更好，其設(shè)計(jì)壽命20年。

電流互感器安裝在斷路器下觸臂，可更換，變比覆蓋從25/5至4000/5的各種常用規(guī)格。

防跳原理

產(chǎn)品具有防跳功能，原理如圖2所示。

1）斷路器有合閘信號時(shí)，IGBT管N2導(dǎo)通，因斷路器分位QF－1通，儲能觸點(diǎn)S1－1通，則合閘線圈HQ通過K0－2得電，斷路器合閘。

合閘后，QF－2通，若此時(shí)合閘信號維持不撤銷，則防跳繼電器K0得電，K0－2常開節(jié)點(diǎn)接通， K0自鎖，因K0－2常閉節(jié)點(diǎn)斷開，合閘線圈HQ回路斷開。

2）斷路器加分閘信號，IGBT管N1導(dǎo)通，分閘線圈TQ經(jīng)過合位導(dǎo)通的QF－3得電，實(shí)現(xiàn)分閘。

分閘后，QF－1導(dǎo)通，若前次合閘信號未撤銷，K0保持導(dǎo)通，觸點(diǎn)K0－2常閉節(jié)點(diǎn)保持?jǐn)嚅_，則合閘回路不通，不會出現(xiàn)分后再合，達(dá)到防跳目的。

3）斷路器合閘信號撤銷后，N2斷開，防跳繼電器K0自鎖解除，K0－2常閉節(jié)點(diǎn)接通，為下次合閘提供條件，不影響正常合閘。

圖2 產(chǎn)品防跳原理圖

圖3 產(chǎn)品使用現(xiàn)場照片

五防操作

產(chǎn)品可連接電力系統(tǒng)廣泛使用的DNBS－2J微機(jī)五防鎖，需要實(shí)現(xiàn)本地操作時(shí)，將已授權(quán)的電腦鑰匙插入五防鎖，聽到電腦鑰匙語音提示“正確，請操作”，說明五防鎖內(nèi)部操作回路已導(dǎo)通，此時(shí)可進(jìn)行面板分合閘等操作，完成一次操作后，斷路器輸出一個脈沖信號，解除電腦鑰匙的當(dāng)前操作授權(quán)，將電腦鑰匙拔下，即完成本次操作。

結(jié)束語

TDS智能集成交流真空斷路器產(chǎn)品，通過了國家權(quán)威機(jī)構(gòu)的型式試驗(yàn)、江蘇省經(jīng)信委的新產(chǎn)品新技術(shù)鑒定，產(chǎn)品在KYN28A－12交流金屬封閉開關(guān)柜中，配置接地開關(guān)、帶電顯示器、柜門電磁鎖等即可組成性能優(yōu)良的通用型12KV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，由于省掉了電流互感器、綜合保護(hù)測控裝置、多功能電度表、中壓開關(guān)柜綜合屏面裝置等，設(shè)備因此結(jié)構(gòu)簡潔、制造容易、維護(hù)方便。

產(chǎn)品在供電系統(tǒng)35KV變電所10KV出線及用戶變電所的實(shí)際掛網(wǎng)運(yùn)行，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠。

顧曹新，1965年出生，江蘇南通人，高級工程師，從事電力系統(tǒng)自動化產(chǎn)品開發(fā)。