隨著信息化技術普及與發展,智能電網對高壓開關設備提出了新的技術要求,傳統的高壓開關一旦不能滿足電網建設的需求,就迫切需要研發智能高壓開關設備。“隨著智能化和信息化的發展和進步,智能設備逐步在電網設備上實現高速發展。”山東達馳高壓開關有限公司(簡稱“山東達馳”)技術部主任陳徽告訴中國電力報記者,智能高壓開關設備肩負著堅強智能電網輸變電系統的控制和保護作用,是變電系統中最重要的設備之一,其技術發展有著關鍵作用。
智能高壓開關實現多種功能
據了解,我國智能高壓開關設備目前已經基本具備智能高壓設備技術特征,初步滿足智能變電站試點工程建設需要,但在智能化系統可靠性、狀態監測高級應用、抗電磁干擾以及調試設備及方法等方面還有待提高。高壓開關設備智能化是一個系統工程,還有許多技術難點需要攻關解決。
針對這些問題,山東達馳通過科研創新和技術研發,帶動產品產業鏈升級,加快高壓開關設備的智能化方案建設。“用于電力系統的氣體絕緣金屬封閉開關設備(GIS)俗稱高壓開關,其原理就是高電壓的開關設備,其開關的主要功能是關合和斷開,關合和斷開的工作工程是由電動傳動機構所帶動來實現。”陳徽介紹說,目前山東達馳要求產品滿足以下三方面的功能。
一是滿足高壓開關智能化的操作功能。“山東達馳智能化高壓開關設備可以實現通過觸摸屏幕上的虛擬按鈕(觸摸屏上顯示的按鈕)來實現關合和斷開。觸摸一下觸摸屏上的合閘按鈕,有一個對應的干節點(類似于中間繼電器)閉合,放開此合閘按鈕,干節點立即斷開。由于此干節點一側接至直流220伏電源,另外一側接至合閘操作機構電機來實現合閘過程。”陳徽說,同理,分閘是通過觸摸屏幕上的分閘按鈕,通過分閘干節點來實現分閘過程。
二是滿足智能化顯示功能。當開關合閘時,觸摸屏上的模擬線在合閘狀態,屏幕上顯示一種形式;當開關處于分閘時,觸摸屏上的模擬線顯示另一種形式。陳徽表示,每個開關量對應有兩個按鈕“合閘”“分閘”,上面顯示開關名稱及其符號,彩色的圖為各個開關分閘時的顯示狀態。
三是滿足智能報警指示功能。山東達馳智能高壓開關設備右上角有9個紅顏色指示燈為報警指示燈,具體報警名字可以編寫,定義任何位置報警。正常不報警時不亮,報警紅色指示燈亮。報警信號由外部接入此裝置,此裝置需要預留對應的接線端子。設備控制面板抗干擾、不誤動、安全可靠。
同時,智能高壓開關設備與傳統的配電開關設備相比,有著諸多優勢。陳徽介紹說:“隨著未來無人值守數字化變電站的發展,智能高壓開關設備為方便運檢減少了值守人員。這種智能化的高壓開關設備可以通過無人值守,機器人靠近時,通過藍牙數據傳輸功能把開關正在運行的狀態傳輸到值守機器人數據庫中,也可以直接傳到后臺,把數據傳到我們現場調試人員的手機中,通過了手機內安裝相對應的軟件使開關狀態一目了然,極大的方便了現場調試和運檢需要。”
未來向加強數據處理能力擴展
智能電網是《國務院關于加快培育和發展戰略性新興產業的決定》規定的新一代信息技術產業中“重要基礎設施智能化改造”的組成部分,也是國民經濟實現快速健康發展的重點建設領域。智能化系統設備的研發,極大的促進了智能電網建設,更加有效的支撐我國基礎設施智能化改造。
過去的幾年,智能配電網推廣一直走在智能電網普及的最前端。隨著全球范圍內主要國家智能電網建設的實施,各國政策和資金投入的加大,智能配電網市場未來將迅速增長。據了解,全球經濟發達國家的配電自動化覆蓋率達到90%以上,未來發達國家以原有的配網設備更新換代需求為主,發展中國家以新建智能配電網系統需求為主。
對于原有配網設備的更新換代,智能化設備的推廣與應用成為關鍵一環。目前,智能化開關設備是在現有的以模擬儀表,繼電器為檢測、控制設備的普通開關柜基礎上,通過其網絡通訊接口與中央控制室的計算機系統聯網,從而可以實現對各供配電回路的電壓、電流、有功功率、功率因素、頻率、點度量等電參數進行監測以及對斷路器的分合狀態、故障信息進行監視、對斷路器的分合狀態進行控制,配合各種完善的遠程監控軟件,從而實現“四遙(遙測遙信遙控遙調功能系統)”。
智能高壓開關設備不斷促進變配電系統更安全、更可靠、更經濟和更直觀運行,滿足未來電力工業發展的需要。陳徽表示,智能高壓開關設備實現變配電系統的“四遙”及無人值守(或少人值班),節約人力資源,并可實現中、低壓供配電系統一體化綜合監控、統一管理。
在新一代智能高壓開關設備技術發展的基礎上,未來智能高壓開關設備還會繼續進行更多的技術革新。專家介紹,智能高壓開關設備在將來還有望實現以下功能:第一,搭建以開關設備本體狀態為核心的具有強大數據處理能力及可擴展功能的綜合分析平臺,能夠實現開關設備綜合監測、評估、診斷及運行趨勢的綜合分析,且綜合分析過程基于多參量,多元化,多評判標準。第二,開關設備運行狀態數據具有完善的集中管理功能及部分共享功能,能夠實現開關設備的多點監控、遠程診斷、專家會議等多維度,全方位的信息展現和互動平臺。第三,具有基于原始開關設備本體數據的多相耦合,潛在信息挖掘,二次信息再處理的綜合分析和診斷能力。
山東達馳不斷在智能化設備領域精耕細作,通過加大智能高壓開關設備的操作顯示、報警智能化投入,為下一步智能電網奠定基礎,把現代信息科技和產品相結合,做出高科技化的精品。隨著自主開發的新一代智能GIS的問世,山東達馳在實現智能電力設備產品產業化,形成強競爭力的智能產業起著積極的推動作用。未來,智能化配網設備無論基于對現有設備的運行、維護、管理效益,還是基于對未來電力技術發展和變革的巨大市場,都具有巨大的經濟和社會效益。