项目概况:
随着“十二五”规划的提出,智能电网迎来了黄金发展时期。目前我国正处于工业化、城镇化加速发展阶段,经济社会持续高速发展,电力需求将长期保持快速增长,预计到2020年,我国的用电量需求和发电装机容量均将为现有水平的两倍以上。我国能源结构以煤炭为主,煤炭资源主要分布在北部、西部地区,而能源消费需求主要集中在经济较为发达的中东部地区。同时,国际能源问题日趋政治化,使加快发展清洁能源成为我国的重要国家战略。近年来,我国风能、太阳能等清洁能源发展迅猛,预计到2020年,我国清洁能源装机容量将达到5.7亿千瓦,占总装机容量的35%左右。国民经济的加快发展、能源供应与消费的逆向分布特征以及清洁能源发电的高速增长,对电网的安全可靠性、灵活适应性以及大规模资源优化配置能力等提出了革命性挑战。因此,只有加快建设坚强智能电网,才能满足经济高速发展、清洁能源大规模利用的需要。
随着电网技术的不断发展,对供电可靠性的要求越来越高,因此对智能电网的建设也提出了很高的要求,而保证智能电网运行的可靠性,高压断路器就成为电网运行中必不可少的设备之一。高压断路器是电力传送的关键设备,在电网中起着两方面的作用,一是控制作用,根据电网运行需要,用高压断路器把一部分电力线路或设备投入或退出运行;二是保护作用,可以在电力线路或设备发生故障时将故障部分从电网中快速切除,保证电网中的无故障部分正常运行。所以,运用高压断路器可以实现智能电网在故障情况下自动隔离故障点,进行“自愈”的能力。对于在智能电网中使用的高压断路器,另外一个功能就是实现重合闸的智能操作,既能够根据监测系统的信息判断故障是永久性的还是瞬时性的,进而确定断路器是否重合,以提高重合闸的成功率,减少对断路器的短路合闸冲击及对电网的冲击。
技术创新性:
该项目研制一种运行稳定、可靠、故障率低的断路器智能控制系统,来改进500kV断路器的运行,以降低断路器故障率,使现有的高压断路器适应智能电网的需要。
对断路器的智能控制系统进行改进,研制高精度油压表,精确测量油压,整合控制系统与油压测量系统,取代原有油压控制系统,解决电机打压频繁及超高油压报警问题,同时将油压值传输至监控后台,减轻运行人员劳动强度。
社会经济效益:
高压开关市场需求形势依然看好,有望继续保持平稳、快速、健康增长,按人均装机容量计算高压开关仍有30年的发展期,国内高压开关设备的快速发展主要缘于电力工业的超常规发展趋势。西电东送、南北互供、跨区域联网,极大地带动了我国输配电设备行业的发展。而且根据市场调查显示SF6断路器已成为高压设备的主导产品。
在现有市场中500 kV六氟化硫断路器的控制,常用的操动机构形式有:液压机构、弹簧机构、启动机构,而“操动机构液压化”是国内外发展的趋势。对于液压机构的控制,国内生产的断路器均采用在液压系统中装设若干个微动开关的方法来实现,这种控制方式受产品零部件质量及检修人员技术水平影响,在运行中频繁发生操作时令故障和误报警,给断路器安全运行机制带来不安全因素,目前还没有数字化网络控制的六氟化硫断路器监控系统,而这正是实现电网数字化和智能的基础,具有广泛的市场前景,该系统不仅适用于500kv六氟化硫断路器,也可用于220kV、110 kV 、35 kV等电压等级的六氟化硫断路器,市场价值就更大。
研制的新型断路器智能控制系统将进行专利的申请并对其产品化,通过在浑源500kv变电站建立示范工程的形式,进行项目推广。可以预测,该项目提出的解决方案可以解决现有大部分断路器控制中存在的问题,通过产品化和推广,在市场上将可以得到很好的应用。
本课题研究的断路器智能控制系统可以大大降低断路器的误报警率及故障率,从而在很大程度上降低由于断路器液压机构故障造成的经济损失。
因此,提高断路器液压机构可靠性,减少因断路器故障造成的设备停用,为国民经济提供稳定可靠的电力支持,具有至关重要的社会意义。