智能斷路器已將計量、控制及通信等功能融于一體,使電力設備的模塊化、系統化成為可能。微控制器技術的不斷發展又為智能斷路器功能的多樣化,可靠性的提高,性能優化提供了技術保障。
隨著我國電網建設的快速發展,數字化變電站成為建設和研究的熱點。數字化變電站的核心在于一次設備的智能化與二次設備的網絡化。對于斷路器這種極其重要的電力一次設備而言,其智能化的實現有十分重要的意義。斷路器智能化在于運行狀態實時監測,通斷精確,智能控制和信息傳遞網絡化等。隨著電力電子技術和自動控制理論的廣泛應用,計算機與網絡通信技術的飛速發展,以及對傳感器技術和人工智能的深入研究和綜合應用,智能斷路器的功能得到了極大的擴展和完善。
常規斷路器存在的問題
傳統的斷路器是利用某些物理效應,其控制主要由控制箱實現,通過液壓或油壓產生機械動作來實現電路的閉合與斷開。因此體積比較大,功耗大,溫升高,可靠性差。而機械控制通斷方式存在動作延時,影響了準確性與速動性。
對全網SF6 斷路器可靠性調查得到表。
可見,斷路器二次控制回路的總故障比例高達73%,因此,傳統斷路器的二次控制回路是故障的高發區域,對其進行技術改造是十分迫切的。
其次,常規斷路器斷開時無法根據實時開斷電流大小選擇合適的滅弧室工作條件與斷開速度,導致斷路器實際使用壽命大大減少,增大了設備的更換率。如常規SF6 斷路器,滅弧室沖入SF6 氣體,其密度、壓強和斷開速度均無法改變。開斷較小電流時造成絕緣條件的浪費,開斷極大電流時,由于氣體密度、壓強偏小或者斷開速度偏慢而影響其絕緣性能。所以,常規斷路器無法實現工作條件和斷開速度的自適應選擇。
最后,數字化變電站的發展趨勢要求繼電保護技術沿著智能化,網絡化,自適應和保護,集測量、控制及數據通信于一體的方向發展,在這種發展方向的要求下,傳統的斷路器在信息傳遞、集中控制方面已經遠遠不能滿足電力系統的要求。
因此,新型智能斷路器取代常規斷路器成為發展的必然趨勢。