AIS站智能隔離斷路器和集成技術(shù)

1、 ABB| Slide 1智能隔離斷路器和集成技術(shù)-面向未來的智能AIS解決方案北京北京ABB高壓開關(guān)設(shè)備有限公司高壓開關(guān)設(shè)備有限公司 崔志宏崔志宏 ABB| Slide 2智能化智能化AIS發(fā)展方發(fā)展方向向智能隔離斷路器和集成技術(shù)高壓斷路器的發(fā)展 ABB| Slide 3高壓斷路器的發(fā)展 ABB| Slide 4滅弧介質(zhì)：滅弧介質(zhì)： q 空氣斷路器空氣斷路器q 油（多油、少油）斷路器油（多油、少油）斷路器q 真空斷路器（目前用于中壓）真空斷路器（目前用于中壓）q SF6氣體斷路器氣體斷路器q CO2氣體斷路器氣體斷路器高壓斷路器的發(fā)展 ABB| Slide 5操作機(jī)操作機(jī)構(gòu)：構(gòu)： q 氣動(dòng)機(jī)

2、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)q 液壓機(jī)構(gòu)液壓機(jī)構(gòu)q 液壓液壓-彈簧機(jī)構(gòu)彈簧機(jī)構(gòu)q 全彈簧機(jī)構(gòu)全彈簧機(jī)構(gòu)q 電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)高壓斷路器的發(fā)展 ABB| Slide 6 ABB Group May 2, 2022 | Slide 6 ABB Group May 2, 2022 | Slide 6功能整合程度功能整合程度罐式斷路器罐式斷路器DTB DTB n 斷路器CBn 電流互感器CT半封閉式組合電器半封閉式組合電器PASSn 斷路器CBn 電流互感器CTn 電壓互感器VTn 隔離開關(guān)n 接地開關(guān)GISn斷路器CBn電流互感器CTn電壓互感器VTn隔離開關(guān)n接地開關(guān)n母線/母線槽柱式斷路器柱式斷路器LTBL

3、TB n 斷路器CB高壓斷路器的發(fā)展隔離斷路器隔離斷路器DCBDCBn 斷路器CBn 電流互感器CTn 隔離開關(guān)n 接地開關(guān)功能集成：功能集成： ABB| Slide 7智能隔離斷路器和集成技術(shù) ABB| Slide 8IEC 62271-108:“DCB即具有隔離開關(guān)功能的斷路器, 當(dāng)觸頭在分閘位置時(shí), 這種斷路器可以實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)的功能。”GB 27747-2011:觸頭處于分閘位置時(shí),滿足隔離開關(guān)要求的斷路器。隔離斷路器隔離斷路器 May 2, 2022基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備 ABB| Slide 9隔離斷路器隔離斷路器May 2, 2022基于可靠性的敞開式

4、開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備19602010可靠性可靠性零件個(gè)數(shù)19602010少油斷路器SF6 斷路器氣吹斷路器沒有額外的隔離觸頭封裝在SF6中的隔離觸頭 ABB| Slide 10隔離斷路器隔離斷路器May 2, 2022基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備歷史上來看，間隔設(shè)計(jì)的目的是盡可能將斷路器隔離開以便于維護(hù)。這是基于斷路器在當(dāng)時(shí)比隔離開關(guān)的故障率要高很多。一般的斷路器維護(hù)周期是1-2年，而隔離開關(guān)的維護(hù)周期能達(dá)到4-5年。為了在母線隔離開關(guān)維修時(shí)，不需要停電，變電站都采用了雙母線系統(tǒng)現(xiàn)代斷路器比隔離開關(guān)需要更少的維護(hù)，可靠性更高，開發(fā)隔離式斷路器條件成熟 AB

5、B| Slide 11隔離斷路器隔離斷路器May 2, 2022基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備 傳傳統(tǒng)型統(tǒng)型抽抽出式斷路器出式斷路器隔隔離式離式斷路器斷路器 ABB| Slide 12隔離斷路器隔離斷路器May 2, 2022基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備合閘位置合閘位置分閘位置分閘位置隔離位置并在分閘位置鎖定隔離位置并在分閘位置鎖定接地開關(guān)接地開關(guān)分閘位置分閘位置合閘位置合閘位置 ABB| Slide 13 硅橡膠絕緣子最小的泄漏電流被證實(shí)的長(zhǎng)期可靠性不易破碎,防爆,安全性高斷口絕緣水平滿足DL593-2006隔離斷口的要求開斷元件全壽命免維護(hù)少的

6、維護(hù)工作量易安裝調(diào)試占地面積小工程成本低隔離斷路器隔離斷路器 May 2, 2022基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備 ABB| Slide 14提高電力傳輸?shù)目煽啃越档涂臻g需求降低變電站維護(hù)和操作費(fèi)用提高個(gè)人安全保障減小變電站對(duì)環(huán)境的影響隔離斷路器隔離斷路器May 2, 2022基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備基于可靠性的敞開式開關(guān)設(shè)備 ABB| Slide 15智能隔離斷路器技術(shù)智能隔離斷路器技術(shù)May 2, 2022一次設(shè)備智能化一次設(shè)備智能化一一體體化化業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)系系統(tǒng)統(tǒng)集集成成化化智智能能設(shè)設(shè)備備就地保護(hù)站域保護(hù)廣域保護(hù)層次化保護(hù)控制層次化保護(hù)控制集成化智能變壓器集成化智能

7、變壓器集成式智能斷路器集成式智能斷路器其他電氣設(shè)備其他電氣設(shè)備 ABB| Slide 16智能隔離斷路器技術(shù)智能隔離斷路器技術(shù)May 2, 2022一次設(shè)備智能化一次設(shè)備智能化電流互感器保護(hù)測(cè)量電流互感器保護(hù)測(cè)量隔離斷路器隔離開關(guān)操作，狀態(tài)隔離斷路器隔離開關(guān)操作，狀態(tài)檢測(cè)，信號(hào)上傳，保護(hù)出口檢測(cè)，信號(hào)上傳，保護(hù)出口SF6氣體狀態(tài)氣體狀態(tài)隔離斷路器機(jī)械特性隔離斷路器機(jī)械特性線圈電流線圈電流操作時(shí)間操作時(shí)間電機(jī)儲(chǔ)能時(shí)間電流電機(jī)儲(chǔ)能時(shí)間電流 ABB| Slide 17智能隔離斷路器技術(shù)智能隔離斷路器技術(shù)May 2, 2022一次設(shè)備智能化一次設(shè)備智能化隔離斷路器機(jī)械特性隔離斷路器機(jī)械特性線圈電流線圈

8、電流操作時(shí)間操作時(shí)間電機(jī)儲(chǔ)能時(shí)間電流電機(jī)儲(chǔ)能時(shí)間電流SF6氣體狀態(tài)氣體狀態(tài) ABB| Slide 18智能隔離斷路器及集成技術(shù)智能隔離斷路器及集成技術(shù) May 2, 2022一次設(shè)備功能集成一次設(shè)備功能集成單一單一設(shè)備設(shè)備功能組合功能組合功能功能集成集成 ABB| Slide 19智能隔離斷路器及集成技術(shù)智能隔離斷路器及集成技術(shù)May 2, 2022一次設(shè)備功能集成一次設(shè)備功能集成CT共支架安裝共支架安裝 傳統(tǒng)傳統(tǒng)CT集成集成 光光CT集成集成 ABB| Slide 20智能隔離斷路器及集成技術(shù)智能隔離斷路器及集成技術(shù)平面布置平面布置220kV AIS站站 與 目 前 變與 目 前 變電站面積

9、相比，電站面積相比，新一代新一代220kV 220kV AISAIS站的占地站的占地面 積 減 少 約面 積 減 少 約40%40%。128.5 m128.5 m160 m160 m160 m160 m78 m78 m當(dāng)前變電站當(dāng)前變電站智能變電站智能變電站 ABB| Slide 21智能隔離斷路器及集成技術(shù)智能隔離斷路器及集成技術(shù)結(jié)線方式結(jié)線方式220kV AIS站站采用雙母線接線；采用集成采用雙母線接線；采用集成式智能斷路器，式智能斷路器，取消取消站內(nèi)出站內(nèi)出線側(cè)線側(cè)隔離開關(guān)隔離開關(guān)。220kV220kV側(cè)側(cè)由雙母線優(yōu)化為單母線分段；采用集由雙母線優(yōu)化為單母線分段；采用集成式智能斷路器，取

10、消站內(nèi)出線、母成式智能斷路器，取消站內(nèi)出線、母線側(cè)隔離開關(guān)。線側(cè)隔離開關(guān)。110kV110kV側(cè)側(cè)當(dāng)前變電站當(dāng)前變電站智能變電站智能變電站當(dāng)前變電站當(dāng)前變電站智能變電站智能變電站 ABB| Slide 22智智能隔離斷路器及集成技術(shù)能隔離斷路器及集成技術(shù)間隔斷面圖間隔斷面圖220kV AIS站站 采用集電子式互感器、隔離開關(guān)和斷路器于一體的集成式智能斷路采用集電子式互感器、隔離開關(guān)和斷路器于一體的集成式智能斷路器器，配，配電裝置縱向尺寸由電裝置縱向尺寸由128.5m128.5m優(yōu)化至優(yōu)化至78m78m，同時(shí)減少線路損耗。同時(shí)減少線路損耗。128.5m78m當(dāng)前變電站當(dāng)前變電站智能變電站智能變電

11、站10kV10kV高壓室高壓室電子式電子式互感器互感器隔離隔離開關(guān)開關(guān)普通斷普通斷路器路器集成集成式智式智能斷能斷路器路器 ABB| Slide 23智能隔離斷路器及集成技術(shù)智能隔離斷路器及集成技術(shù)建建筑優(yōu)化筑優(yōu)化220kV AIS站站優(yōu)化主控樓等建筑面積，設(shè)備小室采用集裝箱建筑，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)建筑物模塊設(shè)計(jì)、工廠制造、整體運(yùn)輸、快速安裝的工業(yè)化流程?？偨ㄖ娣e變化比較總建筑面積變化比較220kV AIS220kV AIS方案方案目前變電站總建筑面積820820智能變電站總建筑面積（集裝箱個(gè)數(shù)）324324（9 9）面積減小比例6060% %注：數(shù)據(jù)引自注：數(shù)據(jù)引自智能變電站技術(shù)方案研究報(bào)告智能變電

12、站技術(shù)方案研究報(bào)告 ABB| Slide 24智能隔離斷路器及集成技術(shù)智能隔離斷路器及集成技術(shù)綜合比較綜合比較220kV AIS站站220kV220kV主接線可靠性指標(biāo)主接線可靠性指標(biāo)0.112%0.0753%0.8340.352故障概率故障概率故障頻率故障頻率32%58%優(yōu)化接線常規(guī)接線可靠性縮小故障波及范圍縮小故障波及范圍、縮短停電時(shí)縮短停電時(shí)間間，電氣，電氣主接線的可靠性提高。主接線的可靠性提高?？捎眯圆捎靡惑w設(shè)備，提高了采用一體設(shè)備，提高了可用性可用性（平平均不可用均不可用時(shí)間時(shí)間從從3.13.1小時(shí)小時(shí)/ /年減少至年減少至1.21.2小小時(shí)時(shí)/ /年年）。采用光纜代替電纜，節(jié)省控制

13、電纜約采用光纜代替電纜，節(jié)省控制電纜約8080，降低了火災(zāi)隱患，減少，降低了火災(zāi)隱患，減少了銅材用量，體現(xiàn)了節(jié)材、節(jié)能的綠色理念；與電纜溝相比，光纜溝道截了銅材用量，體現(xiàn)了節(jié)材、節(jié)能的綠色理念；與電纜溝相比，光纜溝道截面縮小近面縮小近5050。節(jié)材節(jié)能 ABB| Slide 25智智能隔離斷路器及集成技術(shù)能隔離斷路器及集成技術(shù)綜合比較綜合比較220kV AIS站站建筑建筑設(shè)備設(shè)備安裝安裝其他其他合計(jì)合計(jì)初期-9%26%-15%-12%8%推廣后-9%6%-15%-12%-10%智能變電站與目前變電站方智能變電站與目前變電站方案費(fèi)用對(duì)比表（案費(fèi)用對(duì)比表（ 220kV AIS 220kV AIS

14、）造價(jià)分析與通用設(shè)計(jì)造價(jià)比，與通用設(shè)計(jì)造價(jià)比，220kV220kV近期方案總投資增加近期方案總投資增加8%8%，主要因設(shè)備，主要因設(shè)備購置費(fèi)增加。購置費(fèi)增加。工程推廣后，預(yù)計(jì)設(shè)備價(jià)格可下降約工程推廣后，預(yù)計(jì)設(shè)備價(jià)格可下降約20%20%。此時(shí)，智能站的投資水。此時(shí)，智能站的投資水平將與目前變電站基本相當(dāng)或進(jìn)一步降低。平將與目前變電站基本相當(dāng)或進(jìn)一步降低。注：數(shù)據(jù)引自注：數(shù)據(jù)引自智能變電站技術(shù)方案研究報(bào)告智能變電站技術(shù)方案研究報(bào)告 ABB| Slide 26智能化智能化AIS發(fā)展方發(fā)展方向向 ABB| Slide 27智能AIS解決方案隔離斷路器電機(jī)驅(qū)動(dòng)+實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)環(huán)保氣體集成光纖電流互感器智能

15、化智能化AIS發(fā)展方向發(fā)展方向May 2, 2022 ABB| Slide 28智能化智能化AIS發(fā)展方向發(fā)展方向在線監(jiān)測(cè)集成到電動(dòng)機(jī)構(gòu)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)狀態(tài)實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)可通過“微動(dòng)”檢測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)May 2, 2022 ABB| Slide 29智能化智能化AIS發(fā)展方向發(fā)展方向May 2, 2022 ABB| Slide 30智能化智能化AIS發(fā)展方向發(fā)展方向May 2, 2022Fiber cableCurrentSF6gas Circuit breaker Sensor electronicsSensing fiber coilFiber cableCurrentSF6gas Circuit breaker Sensor electronicsSensing fi