智能高压开关设备的在线监测技术

王德锋

广东北江开关厂有限公司 广东清远 511500

智能高压开关设备是一种高性能的开关及控制设备。而此设备之所以具有以上功能，端赖起所装配的传感器以及智能电子装置。而除了对设备开关的控制外，该控制设备还能感知自身及电网的运行状态，继而可通过对自身及电网运行状态的智能来为设备本身的优化控制以及对智能电网的优化运行提供支撑[1]。

1 智能高压开关设备技术内涵

诸如变压器、断路器、互感器以及母线等一次设备以及辅助、智能和变电站自动化系统等二次设备均是智能变电站所不可或缺的重要组成部分。除此之外，智能变电站还主要由三大物理层组成，分别为过程层、间隔层以及站控层。其中，过程层的诸多设备主要是为一次设备与二次系统之间的关联起到牵线搭桥的作用。而间隔层的主要作用则给以此设备的运行过程提供所需的各类数据。至于站隔层与站控层则具有对一次设备的调节与控制等功能。

智能高压开关设备的运行原理主要是通过对各类感性信息的监控与测量，再借由对开关设备的运行、控制以及可靠性等状态的综合评估过，继而根据评估过结果来与智能电网予以实时互动，以此既能对智能电话的控制起到花蕾的优化作用，又能对智能电网实际运行过程提供有力支撑，继而在帮助智能电网及早发现性能隐患同时最大限度避免相关事务的发生。而就智能电网本身而言，其相较于传统高压开关设备主要具备几方面优势：

一是设计及功能集成度高。由于智能高压开关设备使用的组建均为集成电子式，故在占地方面有了极大程度的优化。且比之传统高压开关设备，智能高压开关设备还具有实施监测与评估状态的功能，这亦是传统高压开发设备所不具备的。

二是接口统一。智能高压开关设备均采用的统一规约的借口，故设备的内外部组建均具有良好的互换性与互联性，如此设计将极大减少现场调试工作量。

三是提高设备整体运行可靠性。在智能传感器的支撑下，使得智能高压开关设备能可自主实现对设备运行状态的预测和感知，以便及时获取设备的实施运行状态，继而方便相关人员及时开展检修、维护等工作。

四是优化系统运行。在想合闸控制技术的支撑下，系统的过电压将大幅减少，以此将能进一步提高电网运行的自动化程度。

五是体现环保节约理念。在光缆通讯的支撑下，使得通信电缆的使用量将大幅减少，这也相应的降低了设备安装与调试等环节所需的人力投入，继而可切实缩短设备的调试与安装周期[2]。

2 当前典型智能高压开关设备的特点及功能

当前最典型的智能GIS不仅具有传统GIS的基本功能，且同时还具有传统GIS所不具备的测量、控制以及监控功能；齐总，测量功能的主要作用便是能通过测量设备主回路电流、电压及开关设备分和位置等信息而后基于IEC61850通信网络将相关信息传输至变电站的上层系统，从而方便变电商上层系统根据信息来对相关设备予以粉盒操作。至于监测则是通过对开发设备本身的机械特性、气体密度以及局部放电状态的监测，以获取与设备实际运行状态相关的各方面信息，而相关信息同样可基于IEC61850通信网络传输至变电站的上层系统。从而方便后续控制工作的开展。

2.1 智能组件的组成

组成智能高压开关设备的智能组件主要包含了开关设备控制器、机械状态监测 IED、选相合闸控制器、测控装置以及合并单元等。而各智能组件之间的通信则主要依靠过程层与站控层的网络通信来实现。于此通话四，诸如IED等组件以主要借助过程层网络来实现对控层设备之间的信息交互。

2.2 在线监测系统的组成

2.2.1 局部放电监测

局部放电监测的主要作用便是能教师检测到任何细微的绝缘缺陷，从而为设备的检修提供指导，继而可最大限度避免绝缘故障的产生。至于该监测技术为何能检测到细微的绝缘缺陷，所仰赖的依据便是局部放电所产生的一系列物理现象及化学变化。当前，运用最广泛的局部放电监测方法共有3种，分别为脉冲电流法、特高频法依据超声法。

在我国，由于局部放电监测技术尚不成熟，故此环节工作通常需要依靠国外产品来进行。虽然，国内也有相关机构与高校在对此方面的研究中取得了一定的成就，但因相关产品的价格实在过于高昂，故目前此类产品通常仅是应用在电压等级较高的开关产品之上。

2.2.2 机械特性监测

基于操动机构本身的特性，故通过对操动机构的掌控，将能直观化的了解到断路器的实际运行状况，

继而可将之作为判断断路器是否健康的重要依据。与此同时，据国际大电网会议所开展的两次世界范围调查结果显示，高压端路障80%故障大多是因操作机构的问题所引发，因此，针对操作机构的监测需务必引起相关人员的足够重视，而就国内目前尔雅，针对机械特性的监测装置普通体用的是速度曲线，而针对机械特性的监测参数则主要包含了行政、分合闸线圈电流以及分合闸的速度与时间等。

2.3 储能电机工作状态监测

断路器储能电机亦是操动机构所不或缺的重要组成部分，该电机的作用便是能直观反应智能系统的缺陷，以此可找出导致液压系统发生泄漏事故的主要原因，继而方便相关找到问题的发生源头并有针对性的进行维修，以此可避免事故伤害的进一步扩大。

3 结语

总之，在智能高压开关设备中，电力系统与用户亦对研究过程有着极其重要的作用。因此，为切实维护智能高压开关设备的有效发展，便必然要对以上诸多方面的技术与控制手段的具体运用给予高度重视，继而积极针对系统所反馈出的不足与缺陷采取有效的弥补措施，以此方能研制出符合电力系统各方面需求的可靠产品，继而在提升用电的稳定性同时切实维护我国电力事业的稳定发展[3]。