電力系統開關在電力系統中的應用分析

成福明 蘇馬

【摘 要】電子技術作為一門新型技術，在具體應用過程中得到社會各界人世的廣泛關注。將電子技術應用到電力系統中，可以使人們的生活質量得到進一步提高。目前，電子技術在電力系統中的應用取得了不錯的應用效果。

【關鍵詞】電力系統;開關;應用;分析

1導言

目前，人們對電能質量的要求逐漸提高，而在電力系統中對電子技術的應用，可以大幅改善民用用電設備和工業用電設備的使用效果，提高電能資源的使用質量。這不僅可以改造傳統生產工藝，而且在一定程度上也提高了生產水平，使整個工業的生產率得到了進一步提高。近幾年，隨著電子信息技術的快速發展，人們也將網絡信息技術應用到了電力系統中，這也使電子技術的應用質量得到了顯著提高，使電力系統的運行變得更加科學合理。

2設備類型及結構組成

2.1高壓交流開關設備

2.1.1瓷柱式斷路器

該型斷路器按滅弧介質的不同可以分為油斷路器、真空斷路器和SF6斷路器。一是油斷路器是指觸頭在變壓器油中關合和開斷，利用變壓器油作為滅弧介質的斷路器。這種油斷路器現在已經不再生產。二是真空斷路是指觸頭在真空中關合和開斷，利用真空作為絕緣介質和滅弧介質的斷路器，其要求的真空度在pa以上。真空斷路器的電壓等級大多在126k V及以下，目前，在中壓范圍已得到廣泛使用。三是SF6斷路器以六氟化硫氣體作為絕緣介質和滅弧介質，具有開斷容量大、絕緣水平高等優點。但對大氣環境的溫室效應帶來不利影響，這是它的缺點。瓷柱式SF6斷路器的開斷元件放在絕緣支柱上，使處于高電位的觸頭、導電部分及滅弧室與地絕緣;絕緣支柱則安裝在接地基座上，稱為外殼帶電斷路器，也稱之為絕緣支柱式斷路器。電壓等級范圍一般不超過550kV，額定電流為3150A、4000A、5000A等，其主要元件包括滅弧室、絕緣支柱和操作機構。按滅弧室斷口數量來分，可分為單斷口和雙斷口斷路器。按操作方式來分，SF6斷路器可分為分相操作和三極聯動斷路器。圖1為LW35-252單斷口斷路器。

圖1 LW35-252單斷口斷路器

2.1.2罐式斷路器

罐式斷路器又稱為落地罐式斷路器。和一般瓷柱式敞開斷路器相比，它可自帶電流互感器，結構緊湊、重心低、抗振能力強。罐式斷路器由斷路器、電流互感器、套管組成，斷路器與套管之間安裝有電流互感器。斷路器和套管內部分別充有一定的SF6氣體。一般情況下，斷路器本身為單獨一個氣室，套管和電流互感器為一個氣室，套管有瓷套管和復式套管之分。

2.2高壓直流開關設備

高壓直流開關設備分為高壓直流轉換開關和高壓直流隔離開關。工程中應用的直流轉換開關主要有金屬回線轉換開關MRTB、大地回線轉換開關GRTS、中性母線轉換開關NBS和中性母線接地開關NBGS四種。這四種直流轉換開關結構相似，主要由開斷裝置、轉換回路、非線性電阻器三個并聯支路組成。根據電壓等級不同，高壓直流隔離開關主要用在換流站直流場低壓側、極線側及直流濾波器高壓側，裝在直流濾波器高壓側的隔離開關可以開合諧波電流，裝在低壓側主要用于中性母線、直流濾波器低壓端、接地極引線等。

3應用分析

3.1電力一次設備智能化技術逐漸完善電力系統

當前電力系統的現代化發展離不開計算機技術的輔助以及完善，改善電力系統當前運營存在的問題，使得電力行業的自動化趨勢更加明朗，智能化提高電力生產、電力輸送、電力傳輸維護的效率。在這一過程中，電力一次設備智能化技術能夠在一次設備結構設計的時候囊括二次設備的功能以及結構，實現一次設備和二次設備的全部功能，有效地節約了電力數據信息傳遞時間，同時在運轉成本上，還減少了電力信號電纜以及控制電纜的使用。例如：當前電力系統中常見的電力一次設備智能化技術：智能化開關、智能化開關柜、智能化箱式變電站等等。但是，在應用電力一次設備智能化技術的時候存在的最嚴重的問題是電力系統中硬件設備常常會受到大電流開斷而形成的高強度電磁場的影響，目前，可以優化這一問題的技術有：電磁兼容技術、電子部件的供電電源優化技術、外部通信接口協議標準技術等等，優化提高解決現階段存在的不足。

3.2電力一次設備在線監測技術促進電力系統的運行效率提高

為了確保電力系統的正常運轉，系統內的每一個環節都要正常在線，如若電力系統內的一次設備，包括發電機、汽輪機、變壓器、變電路器、開關等等出現了問題，整個電力系統的生產、傳輸以及使用都會受到影響，因此使用電力一次設備在線監測技術對所有的一次設備進行了在線狀態檢測，實時地獲取根電力系統一次設備的運營數據，同時搜集電力系統內設備運轉重要參數，在計算機技術的輔助下分析得出重要參數的變化趨勢，進而對電力系統未來是否會出現運轉故障進行判斷，若重要參數的數據分析存在故障的可能性，工作人員可以根據參數表現趨勢預先做好設備的維修和保養，提高運營維修保養的周期、使得電力設備的使用壽命增長，在一定程度上改善了電力系統的成本。

3.3光電式電力互感器在電力系統中的應用

確保電力系統正常運轉必不可少的設備就是電力互感器輸電線路，計算機技術能夠在一定比例上將輸電線路上的高電壓和大電流就數值降到一個可以用儀表盤直接測量的標準就數值，實現電力系統數據的最準確測量。在應用光電式電力互感器的時候酒要注意電壓等級升高帶來的絕緣性的問題，當電壓升高的時候，電力設備的體積以及質量也會逐漸升高，造成運行成本的提高。光電互感器輸出的電力信號比電磁式互感器輸出的信號強度要小的多，處于毫安級別，設置特定的線纜長度向專用的電力設備輸送數據信號。在采用計算機技術優化的時候，需要在數字信號傳遞的時候安裝光纖接口，并且轉化模數、光電轉化等等在設計的時候只要注意實現一體化設計，克服電磁兼容、絕緣、耐熱的環境，使得電子電路的供電電源最大限度地被利用。

4結論

在經濟建設速度加快的年代，社會已然進入到了信息時代，計算機技術逐漸融入到電力行業內，電力系統的自動化就需要與計算機技術融為一個整體，確保電力系統能夠實現高效率的運轉。在計算機技術的輔助下，電力系統的調度運行效率顯著提高，電力系統網絡能夠安全、穩定的運行，為未來迎接智能電網時代的到來奠定良好的基礎，使得我國的電力行業經濟發展效益有所提高，擁有更加長遠、健康以及科學的發展趨勢。

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（作者單位：國網江蘇省電力有限公司丹陽市供電分公司）