智能化永磁真空斷路器現(xiàn)狀及發(fā)展情況分析
2021-02-01 562
斷路器是電力系統(tǒng)中擔負控制和保護雙重任務(wù)的重要開關(guān)設(shè)備之一，而操動機構(gòu)是斷路器的重要組成部分，其性能的好壞將直接影響到斷路器工作性能與質(zhì)量的優(yōu)劣。
相關(guān)統(tǒng)計資料，操動機構(gòu)故障占斷路器故障的70%左右。由此可見，操動機構(gòu)是電力系統(tǒng)的*大“安全隱患”，其性能的好壞將影響到整個電力系統(tǒng)能否可靠穩(wěn)定運行。而操動機構(gòu)歷經(jīng)了電磁機構(gòu)—彈簧機構(gòu)—永磁機構(gòu)這一演變過程，永磁斷路器的出現(xiàn)，對于整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。
現(xiàn)狀：中資外資兩大陣營競爭
目前，中國永磁開關(guān)產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展初級階段，有資料顯示，2010年產(chǎn)量僅3.5萬臺。隨著永磁開關(guān)產(chǎn)品性能的逐漸提高和推廣力度的加大，永磁開關(guān)將在鋼鐵、化工、煤炭等大型工業(yè)企業(yè)中擴大應(yīng)用。
現(xiàn)階段，中國生產(chǎn)永磁開關(guān)規(guī)模化企業(yè)主要分為外資和內(nèi)資兩大類。外資代表性企業(yè)有特瑞德、ABB、施耐德和伊頓。內(nèi)資企業(yè)有森源、永大、華源、四方華能等企業(yè)，產(chǎn)品電壓等級覆蓋12～40.5千伏的永磁開關(guān)。
問題：安全可靠抗干擾是持續(xù)熱點
首先是電容器安全問題。因電子元器件的抗老化能力較差，其連續(xù)使用時間短，尤其是大容量電解電容器的使用，有可能造成新的故障源。另外，電容器電量如何進行檢測以及使用壽命都是應(yīng)用維護的熱點問題。
其次是機構(gòu)穩(wěn)定性。機構(gòu)設(shè)計要留有一定的裕度，保持力能否滿足;雙穩(wěn)態(tài)機構(gòu)存在中間卡滯的問題，分體式機構(gòu)存在因任一相操動力不夠而造成分合不到位的情況。
另外，控制回路可靠性的問題也很重要。永磁控制器采用大功率電力電子器件IGBT開關(guān)管，具有體積小、功能強大、延遲時間短、壽命長等特點。但是，由于電力電子器件耐受電壓電流沖擊的能力較低，如果保護電路不完善，這些器件是非常容易損壞的。
*后是抗干擾性問題。永磁機構(gòu)控制器有的安裝于斷路器本體內(nèi)部，在開斷故障電流時控制器所受到的電磁干擾是非常惡劣的，因此作為斷路器的控制設(shè)備必須具有很高的抗干擾性，才能保證斷路器的正常動作，否則就會出現(xiàn)斷路器誤動或拒動的問題。
趨勢：同步關(guān)合與狀態(tài)監(jiān)測是未來方向
未來，同步關(guān)合技術(shù)與狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)將是未來的發(fā)展方向，同時，新型傳感器與數(shù)字化技術(shù)將為永磁斷路器的應(yīng)用增加科技手段。
所謂同步關(guān)合技術(shù)是指斷路器動、靜觸頭在控制系統(tǒng)的控制下，在系統(tǒng)電壓波形的指定相角處關(guān)合，使得空載變壓器、電容器和空載線路等電力設(shè)備在對自身和系統(tǒng)沖擊*小的情況下投入電力系統(tǒng)的一種智能控制技術(shù)。
永磁操動機構(gòu)的開關(guān)借助于光電傳感器的光、電信號的轉(zhuǎn)換和數(shù)字電路的接口，控制精度在微秒數(shù)量級，可準確執(zhí)行光電指令信號，使得在彈簧機構(gòu)中很難實現(xiàn)的閉環(huán)控制成為可能。所以，同步開關(guān)的研究仍是未來的一個發(fā)展趨勢。
對開關(guān)電器而言，狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)是利用現(xiàn)代傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)對運行中的開關(guān)進行實時狀態(tài)監(jiān)測，并對其健康水平進行評估或診斷。因此，研究可靠的檢測裝置和檢測方法，包括監(jiān)測絕緣以及電氣參數(shù)的劣化與故障，機械參數(shù)與物理參數(shù)的診斷等，是開關(guān)智能化的重要組成部分。
同時，光電式電流傳感器和電壓傳感器在高壓領(lǐng)域中替代了傳統(tǒng)的電磁式電流互感器和電壓互感器，解決了智能化高壓電器設(shè)備中傳感技術(shù)的難題。目前，已經(jīng)大量應(yīng)用的信號數(shù)字化傳輸技術(shù)大大緩解了信號傳播中干擾的影響程度等。
