HGIS智能化开关，在传统HGIS开关安装智能组件柜和分相组合式电子电流互感器，智能组件柜中包括：智能控制器、开关在线监测装置和数字化电能表三部分；所述智能控制器包括保护功能模块、测控功能模块、合并单元模块和操作箱模块，开关在线监测装置是物理独立的开关在线监测装置，包括安装的位移传感器、SF6微水压力温度传感器和电流传感器，并同智能控制器一起进行开关自我诊断；物理独立的数字化电能表通过多模光纤和所述智能控制器的合并单元模块连接，从合并单元模块获取电压电流信号进行计量方面的相关运算；分相组合式电子电流电压互感器安装于HGIS的开关和出线端绝缘子之间。HGIS智能化开关解决智能组件的户外运行问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在智能电网中使用的一次HGIS智能化开关设备。
技术介绍
开关设备是电力系统中重要的控制和保护设备。开关设备中断路器的任务是根据 电网运行的要求，把电力设备或线路投入或者退出运行，或者将发生故障的电力设备或线 路从电网中快速切除，以保证电网中无故障部分正常运行。一旦开关设备出现故障，就可能 造成电力系统的事故，给用户造成经济损失。传统的HGIS开关的结构是设有为常规电流互感器(CT) 1 ；弹簧操作机构箱2 ；控 制箱3。常规电流互感器安装于断路器与出线端之间，输出模拟信号供传统模拟式二次设 备采样，包括保护、测控、表计等。弹簧机构操作箱主要为断路器和隔离/接地提供分合能 量。HGIS开关的二次控制硬件回路即控制箱则主要是提供CT、断路器、隔离开关端子排，还 有断路器控制部分、隔离/接地开关控制部分。断路器作为电力系统中重要的控制元件，它的智能化是电气设备智能化乃至智能 电网的基础。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，它必须配置最 新传感器技术、微电子技术和信息传输技术，实现操动机构的可控操动。智能化设备除满 足常规设备的原有功能外，还主要表现为具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能； 具有对获取信息的处理能力；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。现阶段的数字化变电站建设，虽然过程层设备已经数字化，但由于集成度不够，多 数厂家比如保护设备、智能终端、合并单元、测控装置、在线监测装置均为独立的物理单元， 所以导致无法和断路器合为一体，无法简化开关设备原来的二次回路，只能做到开关设备 的半智能化。
技术实现思路
本专利技术的目的通过对传统的HGIS开关改进，提出一种HGIS智能化开关的解决方 案，使智能化开关具备保护、测控、自我诊断、计量等功能。本专利技术的技术方案为HGIS智能化开关，在传统HGIS开关设备上安装智能组件柜 和分相组合式电子电流互感器，分相组合式电子互感器是一次侧电流电压数字化输出端， 智能组件柜中包括智能控制器、开关在线监测装置和数字化电能表三部分；所述智能控制器包括保护功能模块、测控功能模块、合并单元模块和操作箱模块， 其中合并单元模块连接并接收分相组合式电子电流电压互感器一次侧的电流和电压信号， 并进行各相电流和电压值的数据同步；保护功能模块通过接合并单元功能模块获取一次侧 的电流和电压信号进行保护算法处理；测控功能模块通过合并单元功能模块获取一次侧的 电流和电压信号进行数值运算；操作箱模块通过内部总线从保护和测控模块获取命令然后 进行相关断路器和刀闸的控制，并通过开入插件获取断路器和刀闸的状态信息；开关在线监测装置是物理独立的开关在线监测装置，包括安装的位移传感器、SF6 微水压力温度传感器和电流传感器是对开关行程曲线、跳间速度、合间速度、跳间时间、合 闸时间、SF6微水指标、SF6压力指标、SF6密度指标、SF6温度指标、开关跳圈电流、开关合圈 电流、开关储能电机电流、开关隔刀电机电流、开关地刀电机电流多项指标监视的传感器， 并同智能控制器一起进行开关自我诊断；物理独立的数字化电能表通过多模光纤和所述智能控制器的合并单元模块连接， 从合并单元模块获取电压电流信号进行计量方面的相关运算；分相组合式电子电流电压互感器安装于HGIS的开关和出线端绝缘子之间，将一 次侧电流电压模拟信号使用远端模块RTU转换为数字光信号，并使用IEC60044-8协议发送 给合并单元模块进行数据同步。智能组件柜中包括1)智能控制器IEDantelligent Electronic Devices) ；2) 开关在线监测装置IED ；3)数字化电能表三部分；智能组件柜和HGIS开关控制箱体通过电 缆进线连接，智能组件柜脱离HGIS开关支架进行落地安装，智能组件柜拥有温度和湿度调 节功能。本专利技术采用了保护设备、测控设备、合并单元、操作箱四合一的智能控制器 IED (以下简称为智能控制器)。智能控制器IED物理上为一台装置，但集成了上面所述的 四大功能。其中合并单元接收分相组合式电子电流电压互感器一次侧的电流和电压信号， 并进行各相电流和电压值的数据同步。采用物理独立的数字化电能表。数字化电能表支持 IEC61850-9-2协议，使用以太网多模光纤将数字化电能表和智能控制器的合并单元模块连 接，从合并单元模块获取电压电流信号进行计量方面的相关运算。采用分相组合式电子电流电压互感器，将电子式互感器安装于HGIS的开关和出 线端绝缘子之间，将一次侧电流电压模拟信号使用RTU(远端模块)转换为数字光信号，并 使用IEC60044-8协议发送给合并单元进行数据同步。本专利技术的有益效果是通过对传统的HGIS开关改进，提出一种HGIS智能化开关的 解决方案，使HGIS开关具备保护、测控、自我诊断、计量等功能，HGIS开关高度集成化减少 了开关对外部二次设备的依赖性，将大多数调试工作由原来的现场调试变为工厂内调试， 简化了现场工作量。另外一方面克服了以往的变电站运行过程中，开关设备往往实行定时 检修的方法来进行维护，也就是每隔一段固定的时间，无论开关工作正常与否都将开关设 备停止运行进行检修。当开关投入运行后就算存在问题也没有办法及时发现，严重威胁到 电网安全运行的问题。本专利技术中的HGIS智能开关提供了开关自我实时监测的能力，可以随时监测开关 各项指标，并在综合分析各项指标的基础上给出开关设备的风险度评估、运行状态、风险部 位。变电站运行人员可以根据开关设备风险度评估以及风险部位有针对性的制定检修计 划；且本专利技术的开关在线监测功能模块在物理上是独立的设备，开关在线监测设备安装于附图说明图1为传统HGIS开关正视2为HGIS智能化开关正视3为HGIS智能化开关侧视图图4为智能控制器连接示意5为智能控制器硬件实现示意6为开关在线监测和传感器连接示意7为开关在线监测装置硬件实现意8为HGIS开关对外接口示意图具体实施例方式一、结合附图对本专利技术作进一步说明图1为传统HGIS开关的正面示意图，图中数字标示分别为1为常规电流互感器 (CT) ；2为弹簧操作机构箱；3为控制箱。常规电流互感器安装于断路器与出线端之间，输出 模拟信号供传统模拟式二次设备采样，包括保护、测控、表计等。弹簧机构操作箱主要为断 路器和隔离/接地提供分合能量。控制箱则主要是提供CT、断路器、隔离开关端子排，还有 断路器控制部分、隔离/接地开关控制部分。图2为智能化HGIS开关的正面示意图，图中数字标示分别为4为分相组合式电 子电流电压互感器；7 合并单元、智能终端、保护功能、测控功能四合一装置(以下简称智 能控制器)；10 智能组件箱；8 数字化电能表；9 开关在线监测装置；5 远端模块(RTU)； 2为弹簧操作机构箱。分相组合式电子电流电压互感器，安装于断路器(图3中的位置11)与出线端绝 缘子(图3中的位置6)之间的位置。电子式电流互感器采用了低功率铁芯线圈(LPTC)传 感测量电流，采用了空芯线圈传感保护电流，这样可使电流互感器具有较高的测量准确度、 较大的动态范围及较好的暂态特性；电压互感器采用同轴电容分压器传感被测电压。组合 式电子电流电压互感器输出的模拟小信号量经过远端模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．ＨＧＩＳ智能化开关，其特征是：在传统ＨＧＩＳ开关设备上安装智能组件柜和分相组合式电子电流互感器，分相组合式电子互感器是一次侧电流电压数字化输出端，智能组件柜中包括：智能控制器、开关在线监测装置和数字化电能表三部分；所述智能控制器包括保护功能模块、测控功能模块、合并单元模块和操作箱模块，其中合并单元模块连接并接收分相组合式电子电流电压互感器一次侧的电流和电压信号，并进行各相电流和电压值的数据同步；保护功能模块通过接合并单元功能模块获取一次侧的电流和电压信号进行保护算法处理；测控功能模块通过合并单元功能模块获取一次侧的电流和电压信号进行数值运算；操作箱模块通过内部总线从保护和测控模块获取命令然后进行相关断路器和刀闸的控制，并通过开入插件获取断路器和刀闸的状态信息；开关在线监测装置是物理独立的开关在线监测装置，包括安装的位移传感器、ＳＦ６微水压力温度传感器和电流传感器是对开关行程曲线、跳闸速度、合闸速度、跳闸时间、合闸时间、ＳＦ６微水指标、ＳＦ６压力指标、ＳＦ６密度指标、ＳＦ６温度指标、开关跳圈电流、开关合圈电流、开关储能电机电流、开关隔刀电机电流、开关地刀电机电流多项指标监视的传感器，并同智能控制器一起进行开关自我诊断；物理独立的数字化电能表通过多模光纤和所述智能控制器的合并单元模块连接，从合并单元模块获取电压电流信号进行计量方面的相关运算；分相组合式电子电流电压互感器安装于ＨＧＩＳ的开关和出线端绝缘子之间，将一次侧电流电压模拟信号使用远端模块转换为数字光信号，并使用ＩＥＣ６００４４－８协议发送给合并单元模块进行数据同步。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈安伟，朱松林，董国伦，张劲，何云良，朱炳铨，乐全明，朱继红，罗苏南，冯亚东，王松，黄晓明，汪卫国，
申请(专利权)人：浙江省电力公司，浙江省电力试验研究院，金华电业局，南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：86
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