随着现代电力电子技术的发展,使许多产品的外形改变、质量减少很多,为将变电站的大部分设备组合在一起创造了条件。近年来许多公司都进行了高压开关组合电器的开发研制工作。ABB公司生产出一种新型产品——插接式开关系统(Plug And Switch System,PASS)。这种产品的特点是:将断路器、隔离开关、接地开关及电流/电压传感器等组合为一套产品,显著减少变电站的用地面积,可以进行快速安装,免于维修;同时利用现代成熟的GIS技术和先进的电力电子技术,使得系统的稳定性和可靠性得到增强。以下就ABB公司的插接式开关系统作简要介绍。
1、插接式开关系统的基本概念
插接式开关系统一次设备是一种不包括母线的预装SF6金属封闭高压开关设备。它将断路器、隔离开关、接地开关及电流/电压传感器装设在一个金属封闭的气室内;主要部件中,断路器部分是在GIS的基础上开发研制的(灭弧室部分完全相同),取消线路侧的隔离/接地开关;使用电流/电压传感器代替电流/电压互感器;二次设备就地安装中,使用ABB公司最新研制开发的传感器信号处理接口(Process Interface for Sensors and Actuators,PISA)进行数据的采集、处理和数字化传输。根据用户的需要,它可以提供各种不同的主接线方式。PASS的所有部件均在工厂内进行安装和试验,到现场只需将光纤电缆插入就地控制柜和主设备即可投入运行。目前,ABB公司可提供3种类型的PASS产品,其基本结构如图1所示。断路器参数见表1。
② 电流/电压传感器的PISA的测量功能。由于采用PISA这样的数字化采样测量装置,所以测量的准确度不再由二次侧的负荷决定。由于可以影响到测量结果的因素很多,比如铁心材料的线性度、温度、气体密度,等等,因此要取得稳定可靠的测量结果必须对测量结果进行补偿。而在PISA中,所有的测量结果都是可以计算的,因此在试验的基础上,可以取得一系列的修正因子,不间断地对测量结果根据修正因子进行补偿,以取得正确可靠的测量结果。测量结果的暂态过程与传统的互感器相比,改进了许多。这一方面是因为采用罗高夫斯基线圈后,测量结果是线性的,不存在饱和的问题;另一方面是用户可以根据自己的需要调节传感器传输的时间参数,以取得所需频段的测量结果。
③ 监控和分析系统。智能间隔的概念在于在建设时就已经将保护功能整合在整个变电站的自动化系统中,同时,这样的间隔也可以为整个变电站范围的监视和分析系统提供所需的数据。监控系统可以实现对重要的一次设备的连续检查来代替传统的轮询,从而加强了对重要组件和回路的监察。
智能间隔的结构为:
① 传感器将设备的状态量转化为电信号。
② 通过PISA将传感器传递来的电信号进行A/D转换为数字量,并通过在出厂时预置的数据对测量结果进行误差校正。
③ 通过过程总线将每个设备的PISA连接起来,传递到就地控制箱中。
④ 在就地控制箱中实现间隔层的线路主保护、间隔控制、断路器失灵保护、母线保护、计量功能,并为第三方保护提供接口。
⑤ 通过间隔总线在相同的电压等级下将所有间隔的信号连接起来,传递到变电站层的控制装置中。
⑥ 通过软件(包含系统数据库、人机界面和其他应用模块)激活上述功能。
① 控制功能:对断路器、隔离开关、接地开关进行控制;自动进行接地电抗器和电容器组等的倒闸操作,以及自动进行母线切换;进行间隔间闭锁;进行三相或单相的自动重合闸;进行同步检查。
② 测量功能:可以测量以下参数:电流、电压的有效值,有功功率,无功功率,视在功率,效率,功率因数和频率。
③ 监测功能:断路器动作记数,报警和产生状态指示信号。
④ 自检功能;以及可以根据用户的需要进行功能扩展。