開關(guān)設(shè)備的主要功能是對(duì)高電壓、大電流的電力分配、保護(hù),電力分配通過(guò)機(jī)械開關(guān)裝置實(shí)現(xiàn),而開關(guān)的電動(dòng)控制需要二次系統(tǒng)實(shí)現(xiàn), 過(guò)電壓、過(guò)電流等系統(tǒng)保護(hù)則需要通過(guò)對(duì)電壓、電流等的測(cè)量,通過(guò)繼電保護(hù)實(shí)現(xiàn)。
開關(guān)設(shè)備一次系統(tǒng)需要對(duì)高電壓傳輸,為什么要高電壓輸送,輸送功率一定的情況下,電壓高,電流就小,而線路損耗是I2R,電流小線路損耗就小,電壓高供電半徑就可以擴(kuò)大,大城市供電多是35kV,而電壓越高,相應(yīng)的過(guò)電壓值以及雷電沖擊電壓值就會(huì)提高,要求設(shè)備可以承受這樣的過(guò)電壓。同時(shí)設(shè)備承載大電流,承受系統(tǒng)短路電流,大電流造成功率損耗多發(fā)熱大溫度升高,交流電磁效應(yīng)明顯,產(chǎn)生的電動(dòng)力巨大,設(shè)備需要承受短時(shí)的短路電流以及相應(yīng)的峰值電流。
而控制、保護(hù)系統(tǒng)都是低電壓,微電壓的,特別是智能化產(chǎn)品,電壓電流很低,毫伏級(jí)、毫安級(jí),根本無(wú)法承受高電壓大電流沖擊,甚至高電壓設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的強(qiáng)電磁場(chǎng)都可以擾亂智能系統(tǒng)的工作。傳統(tǒng)高壓設(shè)備企業(yè)甚至在供電企業(yè),原本都是不同的專責(zé),各管各的,單獨(dú)的控制、保護(hù)、計(jì)量等二次系統(tǒng),單獨(dú)的高壓機(jī)械一次系統(tǒng),分隔在設(shè)備里不同的隔室,各自管理維護(hù)自身的部分。
對(duì)于高壓一次,通過(guò)電流互感器把大電流轉(zhuǎn)變成可以被測(cè)量、微機(jī)保護(hù)等使用的1A/5A小電流,通過(guò)電壓互感器把高電壓轉(zhuǎn)變成可以被測(cè)量、微機(jī)保護(hù)等使用的100V小電壓,給二次設(shè)備作為輸入就可以了; 設(shè)備留出可以控制機(jī)械裝置分、合閘位置轉(zhuǎn)換動(dòng)作的電動(dòng)機(jī)、電磁線圈等給二次系統(tǒng)作為輸出就可以了。
要想智能化和高壓設(shè)備充分融合,就需要解決這些電壓、電流等相互抵觸的問(wèn)題,真正實(shí)現(xiàn)融合,打破一二次界限非常困難。
對(duì)于機(jī)械、控制回路的監(jiān)測(cè)一般與一次電壓電流無(wú)關(guān),而電流電壓采用則需要解決耐受高電壓的絕緣問(wèn)題以及電磁干擾問(wèn)題,羅氏線圈測(cè)量一次主回路電流,輸出豪伏級(jí)電壓,由于沒(méi)有鐵芯,可以彎曲組裝,但耐壓就是個(gè)大問(wèn)題了,幾種方法,一是線圈套在絕緣的套管上,除了直接對(duì)高壓電的絕緣之外,還需要考慮爬電距離,即套管需要有足夠的從高壓到低壓羅氏線圈的爬電距離,有些做法是將線圈環(huán)氧澆鑄成整體,即承受一次回路的高壓,又可以形成外部絕緣,不會(huì)造成沿面的絕緣破壞。對(duì)于電容或電阻分壓的電壓傳感器,同樣需要解決外部沿面絕緣問(wèn)題。
對(duì)于信號(hào)傳輸電纜需要解決損耗問(wèn)題,由于傳感器毫伏級(jí)電壓、毫安級(jí)電流,需要減少傳輸距離,加大截面減少電流損耗。還需要解決電磁干擾問(wèn)題,在高壓隔室內(nèi)部傳輸,采用金屬軟管全屏蔽連接,插頭連接也需要全屏蔽,插針接觸電阻要小,需要采用專用插拔插頭。
開關(guān)也需要配套產(chǎn)品,低能量、輕量級(jí)開關(guān),低能量脫扣器,自供電保護(hù)單元也是關(guān)鍵,控制系統(tǒng)減少對(duì)電源的依賴,實(shí)現(xiàn)自主保護(hù),遠(yuǎn)程操控。
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