浅谈10kVSF6系列产品
北极星电力网技术频道
作者:电力论文3
2007/12/24 18:38:02
随着社会经济和科学技术的高速发展，城乡电网对高质量、高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求。逐步实现城乡电网的配电自动化、电气化、智能化，以提高整个配电系统的供电可靠性，其社会效益和经济效益都是非常明显的。为此，我国目前正投以巨资对城乡电网进行建设与改造。
10kV级高压开关设备是电网的重要组成部分，其作用举足轻重。为满足电网发展，尤其电网的智能化发展需要，满足电力用户对高质量，可靠性供电需要，研制开发制造出适合我国国情的价格合理，质量过硬，技术先进的10kV级高压开关设备，无疑是摆在高压开关制造行业面前的迫切需要解决的课题。
伴随着10kV级(干式)真空系列产品(包括重合器、分段器、分段断路器、断路器等，以下简称真空系列产品)的试制成功，许多厂家用户趋之若骛。
10kV级(干式)真空系列产品开断容量大，无油是个优点，但其价格却是同等参数SF6系列产品(包括重合器、分段断路器、断路器、分段器、负荷开关等，以下简称SF6系列产品)的2～3倍。若是沿海地区使用尚适宜，而中西部内陆地区选用就较困难，经济条件不容许。尚且目前10kV级(干式)真空系列产品没有经过湿热，污秽等严酷运行环境条件的考验，综合经济指标并不先进，而且10kV级SF6系列产品有其多种优点。
其中，LW3-12/630-16(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、D)型户外高压SF6断路器是以SF6气体作为灭弧和绝缘介质的新型户外高压断路器，其灭弧室采用自能旋弧灭弧原理，断路器本体和操作机构为整体结构，与其它10kV级户外断路器相比，具有结构简单、灭弧和绝缘性能强、操作功小、额定参数高、电寿命和不检修周期长等显著优点，使用该产品，不但可以减少占地面积、降低工程造价、消除火灾和爆炸危险等，而且可以大幅度提高电力系统的运行可靠性。
产品主要分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、D型，其区别在于Ⅰ型断路器为配手动储能弹簧操作机构，具有手动储能、手动关合、手动开断和过电流(或短路)自由脱扣开断四种功能，主要用于10kV分支线路；Ⅱ型断路器为配直流电磁操动机构，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型断路器除能实现就地手控操作外，还可实现远距离电控操作，具有电动储能、电动关合、电动开断、手动储能、手动关合、手动开断和过电流(或短路)自由脱扣开断七种功能，若合闸后储能，可作一次重合闸操作，主要用作中小型变电所10kV侧出口断路器和主开关，也适用于控制和保护单台10kV及以下高压电器设备；D型断路器为装GG-1A(F)户内开关柜用断路器，主要用作新建户内变电所和老变电所改造，以代替柜中传统少油断路器。
此外，Ⅰ型断路器可加装反时限延时过流脱扣器，当过载电流达到脱扣整定值时，断路器可延时0.3～3s后再脱扣，既可避免瞬间冲击电流或过负荷电流造成网络不必要的频繁跳闸停电，同时可保证能迅速切断网络上大的故障电流或短路电流，防止上、下级断路器的越级跳闸事故。用电缆通过专用插头连接控制器可做成智能户外高压SF6断路器，并能实现近距(30m)和远距(15km)遥控操作。
随着城乡电网建设与改造对多种10kV级高压开关设备的需求，我国原电力部制订的“农村变电所模式方案”第二方案(即远景规划要求)10kV侧采用重合器和分段器，适应农网“小容量、密布点、短半径”，向“户外式、小型化、造价低、技术先进、安全可靠”的发展方向；城网推行环网供电，简化电压等级，大力提高城市供电能力，以适应用电增长发展需要，以及n-1的安全准则的要求，做到任何一台主设备或某条线路停用时，对用户均不停电，供电可靠率要求达到99.9，高压线路一次建成，20年基本不变，导线规范及设备选型尽量简化统一、通用和能减少维修工作量。与韩国合资、合作在LW3-12/630-16(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、D)型SF6户外高压断路器基础上研制开发的新型智能化10kVSF6级无源自动重合器、分段器、分段断路器，它具有价格低廉、性能稳定、防爆、防漏、防机械故障、技术指标高、开断容量大、寿命长、不存在漏油、漏气的问题，甚至可以达到15～20年免维修。为我国城乡电网建设与改造10kV级高压开关设备的选用提供了一种新模式。
CHL-12/630-16型SF6户外交流高压无源自动重合器是在LW3-12/630-16(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、D)型SF6户外高压断路器基础上研制开发的。该重合器系三相交流50Hz的户外高压开关设备，该产品既可用于线路上起到分段、重合的作用，也可用于中小型变电所和配电所及城网配电自动化系统。此重合器是以SF6气体做为灭弧和绝缘介质，由电子控制器进行自动控制操作的机电一体化高压开关设备，其灭弧室等用自能旋弧灭弧原理，它具有结构简单，灭弧和绝缘性能强，额定参数高，开断能力强、寿命长、检修周期长，甚至可以达到15～20年不必维修，无爆炸危险、无污染、无噪音等优点。控制部分采用高新技术，集传感技术，光纤微电子技术，计算机技术，电力电子技术，网络通讯技术于一体，将强电与弱电相结合，很好的实现的智能化，采用微处理为基本元件，具有自动化程度高，保护配合范围广，整定方便，准确等优点。自动重合器能实现1～4次自动重合闸功能，与断路器、分段器和跌落式熔断器配合使用，就能避免瞬时故障造成的停电事故，及时切除(隔离)永久性故障线路(或故障点)，最大限度地减少停电事故，缩小停电范围和停电时间，大大提高10kV配电网的供电可靠性，降低外线工查找故障线路(或故障点)的劳动强度。重合器具有自具功能，不需要任何外接电源，不受安装位置限制，停电状态仍能电动操作。重合器本体和电子控制器采用屏蔽电缆通过专用接头，具有较强的抗干扰和防误动功能，安装维护方便，加装近距离遥控器(20m以内)可实现现场操作，同时装有遥控接口且具有远动防雷作用(尽量避免RTU损坏)，能很好的与远动装置(RTU)配合，实现远距离遥控、遥信、遥测、遥调等四遥功能，是无人值守小型化变电所和10kV配电网自动化的理想设备。
此外，重合器还可加装户外隔离开关，做成户外SF6组合电器，重合器与隔离开关之间有可靠机械联锁，可防止误动作。
FDL-12/630-16型SF6户外交流高压自动分段断路器，(简称分段断路器)是由LW3-12/630-16型户外交流高压SF6断路器配电子控制器构成。(Ⅰ)型分段断路器，电子控制器装于机构箱右内侧；(Ⅱ)型分段断路器，电子控制与断路器分开放置，装于断路器下方，用电缆通过专用插头连接。分段断路器利用内配TA提供工作电源，Ⅱ型分段断路器能实现电动操作，不需要任何外部电源，可以方便地使用在各分支线路及负荷末端。 分段断路器与常规分段器不同之处在于，其达到预先设定的记忆次数后，该分段断路器可直接自动开断故障电流，切除故障段。而常规分段器在达到预先的记忆次数后，不能直接开断故障电流，需待后备保护设备切除故障电流后，在无电压和无电流情况下才能自动分闸。分段断路器的这种重要功能，可减少后备保护装置(如重合器等)的动作次数，缩小故障区段及电源侧停电次数，加之分段断路器具有相互协调的若干条时间～电流特性曲线，比单独使用分段器或断路器具有更优越的配合特性。
其电子控制器性能特点是：
a 最小动作电流，Ⅰ型为TA变比的100～250，每10可调；Ⅱ型为50～1380A，每10A可调。
b 计数选择功能，Ⅰ型为1～2次可选；Ⅱ型为1～3次可选。
c 合闸涌流抑制功能，合闸时遇涌流不分闸，不记忆。
d 计数复归功能，线路恢复正常电流10s后，计数自动复归原整定次数。
e 合闸故障电流速断功能，关合故障电流时，不受设定计数次数的限制，可直接分闸，切断故障电流。
f 时间～电流特性曲线，Ⅰ型为快、慢2条可选。Ⅱ型为快、中、慢3条可选。
g 最小应答功能，最小应答时间为0ms、60ms、120ms，可任意选择，时间～电流特性曲线按选定的时间增加。
h 电动操作(只限Ⅱ型)，利用TA提供的内部电源，可进行电动分合闸操作，不需任何外部电源，停电时仍可操作。
i 减压闭锁功能，当开关内部气压低于整定值时，自动分闸功能锁定，可按分段负荷开关动作。
j 防爆功能，当开关内部压力上升达到整定值时，防爆膜动作，保证了操作者及其周围的安全。
另外，在LW3-12/630-16型户外高压SF6断路器基础上研究开发的智能FDL-12/630-16型户外交流高压自动分段器、负荷开关等，它具有常规分段器负荷开关所不可比拟的功能特点(功能特点略)，且具有良好的市场前景。
相信，随着SF6系列产品的机械、防爆、密封、气体管理等方面的技术进步，今后，10kV级SF6系列产品的市场占有份额将会大幅度提高，可与(干式)真空系列产品争天下、比高低。
(收稿日期：2000—05—06)
(本栏编辑向月恒)
来源：中国电能质量
