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摘要：随着社会科技的不断进步，电力系统的发展越来越快，开关柜的智能化已经是未来的发展趋势，TDS智能集成交流真空断路器可实现10kV交流金属封闭开关柜的智能化，使开关柜功能齐全、结构简洁、性价比高、运行可靠、维护方便。本文绍了TDS智能交流封闭开关柜的性能及其特点，阐述了不同场合下的产品应用。
关键词：智能集成；真空断路器
前 言：为实现我国建设坚强智能电网的战略目标，作为组成坚强智能电网核心装备的智能高压开关设备，关键技术实现重大突破，相关标准体系逐步建立并完善，已广泛应用于高压智能变电站的建设中。“十三五”为我国建设坚强智能电网的第三阶段，目标为基本建成坚强智能电网，使电网的资源配置能力、安全水平、运行效率以及电网与电源、用户之间的互动性显著提高。TDS智能集成交流真空断路器作为10kV开关柜中兼有断路器开关功能和控制功能的主体设备，适用于10kV进线、出线、联接线、变压器、电容器等回路的连接与隔断，具有测量、控制、保护、信号、远动等综合自动化功能，以及高压带电监测、柜内温湿度测量与控制、柜门监控、电动底盘车控制、电动地刀控制等配套功能，可实现10kV交流金属封闭开关柜的智能化，使开关柜功能齐全、结构简洁、性价比高、运行可靠、维护方便。
1 概述
智能交流封闭开关柜(以下简称产品),由TDS智能集成交流真空断路器和隔室测控器、无线带电传感器、无线接插端温度传感器和温湿度传感器等产品成套组柜。产品具有对断路器分、合闸运动过程的机械与电气参数以及各附属设备的在线检测与自诊断、自调整，使产品保持在最佳工作状态，有效地延长了产品的使用寿命。产品的运行透明度高，机械、电气参数采用曲线、表格等形式显示，自诊断结论采用文字提示，人机联系友善，有利于设备的文明管理。产品满足GB3906、IEC62271等标准要求,具有完善的五防和联锁功能。为一种性能优越的智能化配电装置。产品实现10kV交流金属封闭开关柜的完整的智能化功能，系3~12kV三相交流50HZ单母线及单母线分段系统的成套配电装置。广泛用于发电厂和厂用电配电系统，中小型发电机主开关，工矿企事业单位配电、电力系统的变电站输配电开关设备及大型高压电动机启动等实行控制和监控之用。
2 工作原理
2.1 产品主要部件的工作原理
TDS智能断路器与其附件无线带电传感器、无线接插端温度传感器、隔室测控器和温湿度传感器使用于产品中，可以完整地实现10kV交流封闭开关柜的智能化，工作原理如下图所示。
图3智能交流封闭开关柜结构框图
Ⅰ——本体；Ⅱ——前置器；K——本体中的控制器；Ⅲ——无线带电传感器；Ⅳ——无线接线端温度传感器；Ⅴ——隔室测控器；Ⅵ——温湿度传感器。无线带电传感器、无线接插端温度传感器与前置器之间采用无线通信方式，进行信息交换。隔室测控器的数量根据隔室的数量和安装的需要，其与前置器之间采用有限串行通信方式进行信息交换。温湿度传感器用于测量柜外温湿度，与隔室测控器之间采用有限串行通信方式进行信息交换。
2.2 综合自动化原理
（1）控制。（2）测量。（3）保护，控制器通过电压取样元件和电流取样元件测得电压、电流值并将其与保护定值进行比较，如达到保护定值，则通过电动驱动机构使开关分闸而实现保护，也可通过输出接点跳上级开关。（4）信号,控制器对开关分合闸状态、保护动作类型以及自诊断故障信号在其显示器上进行提示性显示。（5）远动,控制器通过RS-485、RS-232或光缆网络通信口与外设之间进行信息交换，实现外设对其的遥控、遥测、遥信和遥调功能。（6）在线监测与自诊断、自调整。
3 主要功能
（1）动态模拟屏功能，（2）实时测量功能，（3）事件录波功能，（4）统计功能，（5）诊断功能，（6）连锁操作功能，（7）参数设置功能
4 产品主要技术特点
4.1 “柔性”开关技术
1）分、合闸时间短；2）分、合闸三相同期性好；3）分、合闸过程无反弹和弹跳；4）分、合闸时点可控。
4.2 智能集成技术
1）“一次”与“二次”的集成；2）“一次”中开关与负载电流互感器的集成；3）“二次”中综保与在线监测的集成；4）在线监测中电气量在线监测与机械量在线监测的集成，产品在线监测和与其成套设备在线监测的集成。
4.3 高可靠性技术
1）稳态电磁兼容技术；2）瞬态抗扰技术。
5 试验验证情况
本产品完成了全套智能化开关设备型式试验，全套智能组件伴随完成所有试验过程，试验过程在高电压、大电流的电磁环境下智能电子装置工作正常。本产品是国内首台完成全部智能化环网柜型式试验的配电设备产品。在电磁兼容试验过程中，进行了如下表所示的几个试验项目。各项电磁兼容试验均通过远程控制对环网柜进行分合闸操作，保证开关设备配用智能电子装置后在电磁干扰的情况下正常运行，不发生误动、拒动、通讯故障等异常情况，通过观察智能电子装置液晶显示屏，显示开关状态、SF6气体密度和电缆头温度的在线监测功能工作正常。
表电磁兼容试验项目
在大容量试验中，解决了智能电子装置和开关设备本体进行联调时各个环节间出现的通讯连接和配合等问题，试验结束后智能电子装置工作正常。在温升试验中进行了温度比对试验，电缆头温度在线监测装置的分辨率为0.1℃，试验结果显示电缆头温度监测值与实际电缆头连接处的温度值比对误差小于3℃。
结束语：
本产品具有基本开关功能的同时，还具有测量、报警、控制系统、数据查询和通讯等功能；结构设计合理、性能稳定，集成性好、体积小、重量轻、价格便宜、安装方便，具有完善的机械联锁与电气联锁，防护等级符合要求，全部采用国产材料和元器件。该产品有机地融合了一次设备与智能化单元，首家通过了智能交流金属封闭开关设备和控制设备型式试验，综合技术水平处
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论文作者:陈烁凯,陈跃新
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
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