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智能电网与智能电器发展相关新技术

   日期:2013-05-13    

3. 1低压电器智能化技术

(1) 各类低压电器根据其低压配电、控制系统中地位与作用应具有哪些智能化功能? 如何实现这些功能。

(2) 智能化低压电器标准研究与制定; 智能化功能测试设备、测试方法研究。

(3) 智能化低压电器集成技术研究; 多种智能化电器集成时对不同低压电器智能化功能舍取;多种功能重叠时相互协调与配合研究 。

(4) 智能化低压电器可靠性( 包括EMC技术) 研究。

3. 2 智能电器可通信技术

智能化低压电器强大功能要充分发挥,必须依赖于低压配电与控制系统网络化。为此,对低压电器提出了可通信要求。为了满足网络化要求,又将涉及一系列技术的研究。

(1) 网络化电器与系统标准化研究:① 适合具有国际先进水平的智能电器和智能配电网络、开放式通信协议标准制订;② 适合我国发展需要的低压电器通信规约研究与制订; ③ 可通信低压电器通用技术要求研究;④ 智能配电网络配套附件标准研究与编制。

(2) 高、中、低压配电系统无缝链接技术研究。

(3) 智能网络系统配套附件研究与开发。

(4) 智能网络系统典型方案与整体解决方案研究。

(5) 可通信电器试验方法研究及相关检测设备研制并建立相应试验基地。

3. 3 智能配电系统过电流保护新技术

当配电系统发生非正常过电流时,低压电器应及时断开。为了使故障停电限制在最小范围,低压电器应有选择性断开,即故障级保护电器迅速切除故障电路,上级保护电器不跳闸,这对智能电网尤为重要。但是,目前低压配电系统过电流保护存在以下问题:

(1) 选择性保护没有覆盖整个配电系统,目前终端配电系统基本上没有选择性保护 。

(2) 过电流选择性保护局限在一定电流范围内,只有在短路电流小于上级断路器短延时整定范围内才能实现选择性保护。

(3) 实现选择性保护时间较长,一般在1 s左右。不仅提高了低压断路器短时耐受电流要求,而且对低压成套开关设备及系统热稳定提出了很高要求。

智能电网配电系统过电流保护应达到目标。

(1) 过电流选择性保护应覆盖整个低压配电系统,包括终端配电系统。

(2) 实现全电流范围内选择性保护,当下级也能实现选择性故障电流达到上级瞬动电流时保护。

(3) 在极短时间内实现选择性保护(控制在200 ms以内) 。

(4) 从根本上消除系统短路时越级跳闸或下级断路器同时跳闸的状况,确保故障停电限制在最小范围。

为了实现全范围、全电流选择性保护,需要解决以下技术关键:

(1) 全范围、全电流选择性保护总体解决方案研究。

(2) 区域联锁选择性保护技术研究。①区域联锁各级保护电器动作逻辑程序研究;②上、下级; ③短路故障快保护电器区域联锁模块匹配技术速鉴别技术与快速闭锁技术; ④区域联锁可靠性技术。

(3) 万能式断路器全电流选择性保护技术研究。重点是提高万能式断路器短时耐受电流,实现I cu = I cs = I cw 。

(4) 塑壳断路器限流选择性保护技术研究。①实现限流选择性保护基本条件及可靠性研究; ②提高中、大容量塑壳断路器短时耐受电流;③提高中、小容量塑壳断路器限流性能;④短路电流快速鉴别技术。

(5) 小型断路器带选择性保护(SMCB) 。

 

 

图1 工作原理图

① 实现小型断路器选择性保护技术方案,其工作原理如图1所示。当终端配电系统某一支路发生故障时, 支路小型断路器应迅速动作切断故障该电路。在故障电路小型断路器切断短路电流时,终端配电系统主开关触头在短路电流电动力和快 速动作电磁铁作用下触头分开,电流转移至辅助回路,由于辅助回路限流电阻存在,使短路故障电流限制在几百A。如果故障支路小型断路器正常SMCB主回路将重新闭合,分断,从而实现选择性保护。当故障支路小型断路器不能正常分断短路SMCB辅助回路热双金属机构带动SMCB电流时,触头断开,从而切断短路故障。②SMCB小型化技术研究。③SMCB智能模块研究。④SMC 能否作为上、下级保护电器同时使用。⑤SMCB与上级MCCB选择性匹配技术。

智能配电系统实现全电流、全范围选择性保护,将是配电系统过电流保护技术一次重大飞跃。它带来的技术和经济意义是不可估量的,对智能电网建设具有更重大意义。

3. 4 智能电网过电压保护技术

由于智能电网中大量采用网络化、信息化技这些设备中含有大量电子器件,相术及相关设备,当一部分设备本身就是电子化的,易受雷电和系统中其他开关设备操作过电压伤害。另外,这些系统智能电网中必然包括分布式新能源系统,无论是发电设备还是控制设备同样易受过电压伤害。因此,智能电网过电压保护尤为重要,它涉及的关键技术主要有以下几个方面:①智能电网SPD 配置技术( 整体解决方案) ; ②智能电网用SPD产品结构与性能研究;③智能电网用SPD使用安全性研究; ④智能电网用SPD 组合技术研究。

3. 5 分布式新能源系统相关技术

风力发电系统和太阳能光伏发电系统无疑是未来智能电网重要组成部分,其涉及的关键技术有:①大容量变流装置及相关技术; ②分布式新能源系统控制与保护技术;③新能源系统并网技术及相关设备研制;④电能双向传输带来的电能计量技术; ⑤电能双向传输系统过电流保护技术;⑥分布式新能源系统过电压保护技术 。

 
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