智能化断路器的发展前景

智能化断路器的发展前景

[摘要]简要介绍智能化断路器的基本

概念、要求，提出了智能化断路器监测与诊断的项目、要求，对智能化断路器的技术难点进行了探讨，指出智能化断路器是高压领域智能化发展方向。

[关键词]智能化断路器探讨

随着电力系统越来越高的可靠性及自动化

要求，无论是发电、输电、配电还是用电，都提出了监测、控制、保护等方面的自动化和智能化的要求。断路器作为电力系统中最重要的控制元件，它的自动化和智能化是电器设备智能化的基础。断路器的智能化不是通常所想的，使用计算机就达到了智能化。它必须尽可能地应用电弧自身的能量，实现运行状态的自诊断，操动机构的可控操动，并且配置最新传感器技术，微电子技术和信息传输技术，智能化的概念才比较完整。

一般来说，智能化电器设备除满足常规电器设备的原有功能外，其功能主要表现为:

1、应具有灵敏准确地获取周围大量信

息的感知功能;

2、应具有对获取信息的处理能力;

3、应具有对处理结果的思维判断能力，对处理结果的再生信息的实施及有效操作

的实施功能。

图1 断路器智能化工作框图

图1概要说明了一种兼有计算机系统和传感装置的智能化断路器工作原理。主要的传感器可探明气体密度，通过监控其运动和能量变化，反映操作机构状态。气体密度传感器发出的信号能够实现连续的状态监测，确定趋势走向以及检测极限值，并能在此基础上实现常规的SF6气体的锁定和报警功能。同样，在运动传感器和能量传感器的帮助下，操作机构的状态可实现监控。另外，这些传感器的信号可同时用于常规的位置指示和

电动机控制功能上。

如果需要，还可在基本系统中增加传感器。根据对周围温度的测试结果，对状态变化作出更准确的评估。对于没有串行接口至更高一级层面的系统，进行时间记录十分有

助于对变化趋势的预测。附加的电流电压传感器实现断路器设备功能最优化的基础。

总的来看，可以归纳智能化断路器的操作过程为: 智能控制单元不断从电力系统

中采集某些特定信息，据此来判别断路器当前的工作状态，同时处于操作的准备状态。当变电站的主控室因系统故障由继电保护

装置发出分闸信号或正常操作向断路器发

出操作命令后，控制单元根据一定的算法求得与断路器工作状态对应的操动机构预定

的最佳状态，并驱动执行机构操动机构调整至该状态，从而实现最优操作。显然，智能控制单元是断路器智能操作实现的核心部件。

1 智能控制单元

智能控制单元是智能化断路器的灵魂，它是以微处理机为核心部件，综合应用传感技术、光电转换技术、数字控制技术、微电子技术和信息技术等多种现代技术，以完成断路器的智能操作，实现断路器的智能化。智能控制单元的基本功能有:

自动识别断路器的工作状态

断路器的工作状态的准确识别是实现

智能操作的前提。对于超高压断路器而言，其任务主要有分断短路电流、负载电流、过载电流、小容性电流和小电感性电流等。

自动调整断路器的操动机构

这是控制单元的核心功能。因此控制单元必须在识别断路器工作状态的基础上确

定与之相对应的操动机构的调整量。

记录并显示断路器的工作状态

由于断路器在大多数运行时间内是不

动作的，在此期间，本单元的任务是对断路器的工作状态不断地进行监测，同时它还记录断路器每次开断情况，包括开断电流的大小、开断类型及是否发生拒分或拒合等信息。短路时还应记录短路电流的变化过程，以便于电力部门进行事故分析及断路器的维护。同时，也可通过断路器累积开断电流的大小来表示断路器触头的烧蚀情况。

具有与远端主机进行通信的功能

控制单元可以根据主机的要求将断路

器的开断记录及其他数据经信息传输接口

上网传送至上位机，并通过上位机经信息传