配网自动化系统柱上开关的选型

１ 柱上开关的类型
　
　　目前市场上的柱上开关形式多样，性能也各不相同。具体可按以下６种方式分类：①按生产国可分为国产和进口２种；②按触头灭弧能力可分为断路器、负荷开关；③按绝缘介质可分为油绝缘、空气绝缘、ＳＦ６绝缘；④按操动机构可分为电磁操动机构、弹簧操动机构、永磁操动机构；⑤按控制器的功能可分为断路器、重合器、分段器；⑥按出线套管的材质可分为瓷套管和硅橡胶套管等。
２ 各类开关的特点
　　２．１ 国产开关设备。
　　优点：按国内电力系统的使用特点设计制造；一般采用弹簧操动机构，可进行电动和手动分合闸操作；电流互感器二次电流按５ Ａ设计，可设多组、多变压比，有利于满足继电保护、遥测、计量的不同要求；一般断路器本身配置隔离开关，并且断路器与隔离开关之间设有操作闭锁。
　　缺点：断路器内部多采用空气绝缘，安全性能受周围环境的影响较大；无专用的操作控制箱，继电保护功能靠Ｕ，Ｗ两相的电流脱扣器来实现，因此无法实现继电保护的上、下级的合理配合，容易造成断路器误动和拒动；操动机构制造工艺粗糙、气密性差，尤其在空气潮湿或沿海地区，在很短的时间内机构部件便有可能严重锈蚀，无法进行正常的操作。
　　２．２ 进口断路器。
　　所有进口断路器的共同点是：①电流互感器二次电流按１ Ａ设计，规格有６００／１和１０００／１等２种；②所有断路器均不配隔离开关；③配有专用的操作控制器，控制器的控制、保护功能齐全，可选择性强，有利于上、下级保护的配合；④多采用零表压下的ＳＦ６气体绝缘，密封性能好，内部绝缘不受外部环境的影响，操动机构制造工艺优良且大多密封在ＳＦ６气体腔内，现场免维护；⑤价格高，几乎是国产断路器的２倍；⑥订货周期长；⑦一旦断路器发生问题，现场一般不能维修。
　　２．３ 断路器、重合器、负荷开关。
　　断路器具有很强的灭弧能力，可切断故障电流，配备含微机保护的控制器，可实现对分支线路的保护。重合器开关本体与断路器完全相同，区别在于控制器的功能上。断路器的控制器功能简单，仅具备控制和线路电流保护功能，其他功能靠ＦＴＵ实现。而重合器的控制器除了具备断路器控制器的所有功能外，还具有３次以上的重合闸、多种特性曲线、相位判断、程序恢复、运行程序储存、自主判断、与自动化系统的连接等功能，但价格较高。负荷开关可以闭合故障电流，开断额定负荷电流，采用真空和ＳＦ６灭弧。其主要作为线路的分段开关，配备智能控制器就成为分段器，造价较低。
３ 各类操动机构的特点
　　３．１ 电磁操动机构。
　　合闸电流大，零部件多，结构复杂。除电动分、合闸外，还可以手动分闸操作。不能手动合闸送电，只可以在没有电源的情况下用合闸手柄合上断路器。不能作为配网自动化的理想选择产品。
　　３．２ 永磁操动机构。
　　永磁操动机构是一种新概念的操动机构，它有单稳态和双稳态之分。特点是结构简单，开关状态靠永久磁铁的磁力保持，机械传动部件非常少，机构密封程度较高，受外界影响较小。但其本质上还是电磁操动机构，瞬时功率大及机械特性控制是其难点，控制器较复杂，其启动电容以及电子控制线路的寿命、温度特性及可靠性是操动机构总体可靠性的“瓶颈”，应加以高度重视。永磁操动机构最为致命的缺点是没有手动合闸手柄，在合闸送电时，如果遇到控制器或合闸回路故障将会觉得非常棘手。
　　３．３ 弹簧操动机构。
　　国产弹簧操动机构结构复杂、设计观念陈旧、气密性差、机械寿命短。进口弹簧操动机构目前以三角板式操动机构为代表，结构非常简单，零部件极少，整个机构密封在ＳＦ６气体腔内，故障几率极低。其功能不但能满足电动操作，还可以进行手动分、合闸操作，即使控制器发生故障也能尽快手动恢复送电，是目前最为理想的操动机构。
４ 开关的选型
　　
　　配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的，开关的选型也要以此为依据，针对不同的控制方式采用不同选择。
　　４．１ 就地控制方式，即初级自动化。这种方式线路短，分段小，应采用重合器。充分利用重合器的重合及动作时限配合，实现对故障区的自动隔离和非故障区自动恢复送电。
　　４．２ 对于分布智能控制方式，需要ＦＴＵ将检测到的各种信号通过点对点通信，把故障区断路器的状态及其他信息传送到临近的ＦＴＵ，识别故障区段，实现自动隔离和恢复送电，即ＦＴＵ＋重合器或智能ＦＴＵ＋断路器。
　
　　４．３ 集中控制方式，是将ＦＴＵ监控终端检测到的信息，通过通信系统送至配电总服务器，由配电总服务器进行全面计算管理。在干线发生故障后，先由站内馈线断路器断开故障线路，并进行一次重合。如果重合成功，控制中心不作判断；如果重合不成功，控制中心则在自动判别后，遥控自动化系统断路器隔离故障区，恢复非故障区供电。这种控制模式下，隔离故障区段是在线路无电流、电压的情况下进行的，所以分段器完全可以采用负荷开关以降低成本。分支线路安装断路器，加装微机保护，准确及时地切除故障分支，减少自动化动作次数，缩短停电范围和时间。这种模式采取分段用负荷开关，分支用断路器的方式比较经济实用。

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