新型高压开关插接式开关系统应用

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-29 原文发表时间:2007-06-30 人气:1

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在最近几十年中，许多高压电器产品都进行了技术改进，如断路器从空气式、少油到SF6 ，避雷器从碳化硅到氧化锌，TA和TV从油浸式到SF6，相对而言，外观却没有大的变革(GIS除外)，因此，变电站的总体面貌变化不大。

随着现代电力电子技术的发展，使许多产品的外形改变、质量减少很多，为将变电站的大部分设备组合在一起创造了条件。近年来许多公司都进行了高压开关组合电器的开发研制工作。ABB公司生产出一种新型产品——插接式开关系统(Plug And Switch System，PASS)。这种产品的特点是：将断路器、隔离开关、接地开关及电流/电压传感器等组合为一套产品，显著减少变电站的用地面积，可以进行快速安装，免于维修；同时利用现代成熟的GIS技术和先进的电力电子技术，使得系统的稳定性和可靠性得到增强。以下就ABB公司的插接式开关系统作简要介绍。

1、插接式开关系统的基本概念

插接式开关系统一次设备是一种不包括母线的预装SF6金属封闭高压开关设备。它将断路器、隔离开关、接地开关及电流/电压传感器装设在一个金属封闭的气室内；主要部件中，断路器部分是在GIS的基础上开发研制的(灭弧室部分完全相同)，取消线路侧的隔离/接地开关；使用电流/电压传感器代替电流/电压互感器；二次设备就地安装中，使用ABB公司最新研制开发的传感器信号处理接口(Process Interface for Sensors and Actuators，PISA)进行数据的采集、处理和数字化传输。根据用户的需要，它可以提供各种不同的主接线方式。PASS的所有部件均在工厂内进行安装和试验，到现场只需将光纤电缆插入就地控制柜和主设备即可投入运行。目前，ABB公司可提供3种类型的PASS产品，其基本结构如图1所示。断路器参数见表1。

佳工机电网
图1 PASS的基本结构

表1 PASS的断路器参数
佳工机电网

2、PASS与其他组合电器产品的异同点

2.1 PASS与传统开关间隔主接线的比较(见图2)

佳工机电网
图2 PASS间隔与传统间隔的比较
1—母线侧隔离开关；2—断路器；3—电流互感器；4—电压互感器；
5—线路侧隔离开关；6—接地开关；7—电流/电压传感器

2.2 PASS与GIS比较

(1) 相同点主要有：

1) 均将断路器、隔离开关和接地开关等安装在金属封闭气体绝缘的外壳中。
2) 断路器及灭弧室相同。
3) 断路器操动机构均采用液压(弹簧)机构。

(2) 不同点主要有：

1) PASS采用一体化设计，因而体积大大减少，节省占地面积。
2) PASS简化了元件，将线路侧隔离开关和接地开关(主要供设备检修时用)省去。
3) PASS中使用可控操作技术使断路器可以比较准确地按各种负载工况和故障工况下分相操作，降低了合闸过电压、冲击电流或截流，从而取消了断路器的合闸电阻。
4) PASS具有在线监测、状态检修和可靠数据通信的功能。
5) PASS以电流/电压传感器取代传统的电流/电压互感器。
6) PASS采用隔离/接地开关三工位设计，共用一个操动机构操作2个隔离开关和一个接地开关，传感器可以准确告知开关的位置状态。
7) PASS是一种将一、二次设备在工厂内进行安装、试验完毕后再运输至现场的设备，在现场只需要进行简单的电缆连接就可以运行。

2.3 PASS与传统变电站的比较

(1) 各设备间连接线距离明显缩短，因此纵向占地面积减少。
(2) 变电站支架减少，使所需钢材减少。
(3) 减少了外绝缘套管，可减少因其污染而造成的事故。
(4) 基础更小，工程量减少，混凝土用量也随之减少。
(5) 绝缘套管、二次连接线均为插接式设计，减少了现场安装。基本不需维修，万一有设备损坏，PASS整体更换工作量也很小。

3、PASS的组成

3.1 一次设备

(1) 断路器及操动机构

断路器采用原ABB公司GIS产品中的SP型断路器灭弧室。如采用CAT控制器，可取消断路器合闸电阻。采用HMB－4型或HMB－8型液压弹簧操动机构，其突出的优点是可靠性高，含油量少(＜2L)，无油压表和油管，压力靠弹簧压缩量来指示，噪声低，与传统的液压、气动、弹簧操动机构相比，体积大大减小。

(2) 隔离/接地开关

隔离开关和接地开关采用同一操动机构，三工位设计。因为是按免维护开关设计，在GIS的可靠性日益提高，维护量大大减少的基础上，PASS去掉了线路侧的隔离/接地开关。

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