科技成果

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成果名称: 基于全电子式互感器的12kV智能断路器的研发

成果登记号: 9612017Y0129

第一完成单位: 国网陕西省电力公司铜川供电公司

联 系 人: 张战汉

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 电子信息

应用行业: 信息传输、软件和信息技术服务业

成果简介:

    配电网的故障研判和故障快速处理是目前迫切需要的功能,作为实现这一功能的基础,智能开关设备在配电自动化建设中的地位不言而喻。配电网中的智能开关设备必须具有高性能、高可靠性、免维护、硬件软件化特点和在线监测、功能自适应、自诊断等功能,提供方便、可靠的不间断电源。

    目前,绝大多数智能开关采用传统的电磁感应式电压互感器、电流互感器实现对电压、电流信号的测量。由于受其传感机制的限制,某些实用性能要求无法令人满意,主要存在的问题是:体积大、动态范围小、电磁式电压互感器易发生铁磁谐振,二次侧不能短路;电磁式电流互感器在很大的短路电流下产生磁饱和,二次侧不能开路等。

    上述问题说明,传统的电磁式互感器已经难以满足现代配电网在线监测、高准确度故障诊断、计算机控制与管理等发展需要,寻求工作原理和成品性能更理想的新型电压、电流互感器并将其应用与智能开关势在必行。

    电子式互感器具有体积小、重量轻、频带响应宽、无饱和现象、抗电磁干扰性能佳、绝缘可靠、便于向数字化、微机化发展等诸多优点,是理想的在配电自动化建设中替代电磁式互感器的新型设备。

    基于全电子式互感器的12kV智能断路器以面向生产与应用为主,充分考虑现场运行和项目实施的实际情况,使全电子式智能断路器达到结构合理,体积小、测量动态范围大、无铁磁谐振风险的要求。该断路器结构紧凑,设计新颖合理,安装使用简便;工作可靠性及安全性能较好,有效解决了配网自动化运行过程中存在的磁饱和和铁磁谐振等问题。是配电网自动化建设所急需的实用化产品。

    技术路线如下:

    1)将ZW-32断路器本体、电子式互感器、电容式PT、测量单元以及低功耗小型化的前端采集装置进行一体化设计,确保施工简单、维护方便。

    2)采用RCVSZC960-10W电子式电流电压互感器采集三相电流、电压信号,为前端采集装置测量计算故障电流和零序电流的大小和方向提供数据支撑,可确保单电源线路和多电源同时供电线路发生故障时准确地进行故障告警和隔离。

    3)采用XHQN-611电容式PT提供前端采集装置的工作电源,与断路器本体一体化设计,确保电源系统稳定可靠。

    4)采用ZW-32型断路器作为研发装置本体,更改断路器结构,使其具备一体化的结构设计要求,同时,增加电子式电流电压互感器和自动化数据接口。

    5)采用XHQD-B20前端采集装置完成研发装置的遥信、遥测、遥控和遥调操作。

    技术方案:

    10kV电子式电压互感器的结构如下图所示。互感器主要由电阻分压器、传输系统和信号处理单元组成。电阻分压器由高压臂电阻R1、低压臂电阻R2和过电压保护的气体放电管S构成,低压臂电阻R2的下端与带螺纹的接地嵌件连接,从而通过接地嵌件实现可靠接地。电阻分压器作为传感器头,主要将一次电压成比例转换为小电压信号输出;传输单元由双层屏蔽绞线和连接端子构成,主要将分压器输出信号传递到信号处理单元,同时实现外界电磁干扰屏蔽功能;信号处理单元主要由电压跟随、相位补偿和比例调节电路组成,实现电压互感器的阻抗变换、相位补偿和幅值调节功能,使得互感器输出信号满足IEC6004?7的准确度要求。