隨著電力系統(tǒng)控制方式數(shù)字化進程的發(fā)展應(yīng)用以及電力系統(tǒng)綜合自動化的廣泛應(yīng)用, 對系統(tǒng)可視化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化、實時化、化的要求越來越高, 相應(yīng)地對應(yīng)用面積廣、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作較頻繁、故障率高的低壓斷路器也就提出了更高的要求, 傳統(tǒng)斷路器根本無法滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)綜合自動化的需要。智能化技術(shù)的應(yīng)用于是成了低壓斷路器的一個重要發(fā)展應(yīng)用方向。
物聯(lián)網(wǎng)斷路器的簡介
物聯(lián)網(wǎng)斷路器綜合了現(xiàn)代高電壓零飛弧技術(shù)、電子技術(shù)、電氣自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、計算機及其軟件技術(shù)等, 采用模塊化結(jié)構(gòu), 完全突破了傳統(tǒng)斷路器的許多不足, 集保護、測量、監(jiān)控于一體。除了具備過載、過流、速斷、漏電、接地等常規(guī)控制、保護、報警、整定功能外, 同時還具備人機對話顯示、存儲、記憶、邏輯分析、判斷和選擇以及網(wǎng)絡(luò)通信等功能。能夠?qū)崟r地顯示溫度、電流、電壓、功率因數(shù)、有功、無功等各種特征參數(shù)并進行故障參數(shù)、類型的儲存,具有自診斷能力, 從而為運行維護人員進行相應(yīng)的信息查詢和故障判斷處理提供現(xiàn)場的實際運行資料, 為系統(tǒng)運行方式的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。通過其所具備的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)可以使多臺物聯(lián)網(wǎng)斷路器實現(xiàn)與中央控制計算機雙向通訊, 構(gòu)成智能化的供配電系統(tǒng), 實現(xiàn)“四遙”功能, 為無人化站所和實現(xiàn)區(qū)域聯(lián)鎖、遠方監(jiān)控、運方調(diào)整等創(chuàng)造必要的設(shè)備技術(shù)保障。
物聯(lián)網(wǎng)斷路器得到了相應(yīng)的發(fā)展,具有智能操作功能的斷路器是在現(xiàn)有斷路器的基礎(chǔ)上引入智能控制單元,它由數(shù)據(jù)采集、智能識別和調(diào)節(jié)裝置3個基本模塊構(gòu)成。智能識別模塊是智能控制單元的核心,由微處理器構(gòu)成的微機控制系統(tǒng),能根據(jù)操作前所采集到的電網(wǎng)信息和主控制室發(fā)出的操作信號,自動地識別操作時斷路器所處的電網(wǎng)工作狀態(tài),根據(jù)對斷路器仿真分析的結(jié)果決定出合適的分合閘運動特性,并對執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出調(diào)節(jié)信息,待調(diào)節(jié)完成后再發(fā)出分合閘信號;數(shù)據(jù)采集模塊主要由新型傳感器組成,隨時把電網(wǎng)的數(shù)據(jù)以數(shù)字信號的形式提供給智能識別模塊,以進行處理分析;執(zhí)行機構(gòu)由能接收定量控制信息的部件和驅(qū)動執(zhí)行器組成,用來調(diào)整操動機構(gòu)的參數(shù),以便改變每次操作時的運動特性。此外,還可根據(jù)需要加裝顯示模塊、通信模塊以及各種檢測模塊,以擴大智能操作斷路器的智能化功能。
物聯(lián)網(wǎng)斷路器基本工作模式是根據(jù)監(jiān)測到的不同故障電流,自動選擇操作機構(gòu)及滅弧室預(yù)先設(shè)定的工作條件,如正常運行電流較小時以較低速度分閘,系統(tǒng)短路電流較大時以較高速度分閘,以獲得電氣和機械性能上的佳分閘效果。
這種智能操作要求斷路器具有機構(gòu)動作時間上的可控性,斷路器常用的氣動操作機構(gòu),液壓操作機構(gòu)和彈簧操作機構(gòu)由于中間轉(zhuǎn)換介質(zhì)等因素,控制時間離散性大,其運動特性很難達到理想的可控狀態(tài)。采取電磁操作機構(gòu)的斷路器利用電容儲能、永磁保持、電磁驅(qū)動、電子控制等技術(shù),當(dāng)機構(gòu)確定后運動部件只有一個,沒有中間轉(zhuǎn)換介質(zhì),分合閘特性僅與線圈參數(shù)相關(guān),可以通過微電子技術(shù)來實現(xiàn)微秒級的控制,通過對于速度特性控制實現(xiàn)斷路器的智能化操作。
智能操作斷路器的工作過程是:當(dāng)系統(tǒng)故障由繼電保護裝置發(fā)出分閘信號或由操作人員發(fā)出操作信號后,首先啟動智能識別模塊工作,判斷當(dāng)前斷路器所處的工作條件,對調(diào)節(jié)裝置發(fā)出不同的定量控制信息而自動調(diào)整操動機構(gòu)的參數(shù),以獲得與當(dāng)前系統(tǒng)工作狀態(tài)相適應(yīng)的運動特性,然后使斷路器動作。