194E-FA40現(xiàn)貨

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ABB智能變電站解決方案

一、智能變電站
智能變電站，即采用先進、可靠、集成、低碳、環(huán)保的智能設(shè)備，以全站信息數(shù)字化、通信平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實時自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等應(yīng)用，實現(xiàn)與相鄰變電站、電網(wǎng)調(diào)度等互動的變電站。智能變電站可分為過程層（設(shè)備層）、間隔層、站控層。過程層包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端，完成變電站電能分配、變換、傳輸及其測量、控制、保護、計量、狀態(tài)監(jiān)測等相關(guān)功能。間隔層設(shè)備一般指繼電保護裝置、測控裝置等二次設(shè)備，實現(xiàn)使用一個間隔的數(shù)據(jù)并且作用于該間隔一次設(shè)備的功能，即與各種遠方輸入/輸出、智能傳感器和控制通信。站控層包含自動化系統(tǒng)、站域控制、通信系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等子系統(tǒng)，實現(xiàn)面向全站或一個以上一次設(shè)備的測量和控制的功能，完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制（SCADA）、操作閉鎖以及同步相量采集、電能量采集、保護信息管理等相關(guān)功能。
廈門ABB開關(guān)有限公司自成立以來就關(guān)注著變電站的技術(shù)發(fā)展方向，經(jīng)歷了傳統(tǒng)、程序化、數(shù)字化、智能化變電站的發(fā)展歷程。早在2002年，公司就著手研制開發(fā)斷路器手車及接地開關(guān)的電動操作，并于2004年4月，成功應(yīng)用于蘇州110kV新河變10kV程序化開關(guān)站，至今運行狀況良好，設(shè)備無任何故障，大大提高了操作人員效率。2008年投入運行了專門針對電動進出車的MDC2電機驅(qū)動手車數(shù)字控制單元，2011年推出集電機驅(qū)動手車數(shù)字控制\保護和開關(guān)柜關(guān)溫度監(jiān)測為一體的智能化操作及在線監(jiān)控裝置MDC4，為今天智能變電站的實現(xiàn)提供了安全、可靠的智能化二次設(shè)備。
二、智能的一次設(shè)備
廈門ABB開關(guān)有限公司生產(chǎn)的UniGear ZS1型智能金屬鎧裝式開關(guān)柜是由德國ABB公司設(shè)計開發(fā)的居先進技術(shù)地位的開關(guān)設(shè)備，融合了ABB公司先進的真空開關(guān)制造技術(shù)。其成熟的斷路器手車和接地刀電動操作技術(shù)更是智能變電站建設(shè)的必要條件。
1.UniGear-ZS1智能金屬鎧裝式開關(guān)柜
UniGear ZS1開關(guān)柜由固定的柜體和可移開部件兩大部分組成，柜體用隔板分成母線室(A)、斷路器室(B)、電纜室(C)和低壓室(D)四個不同的功能單元。(見下圖)
開關(guān)柜的外殼和隔板是采用高強度、耐腐蝕的覆鋁鋅鋼板經(jīng)CNC數(shù)控機床加工和折彎之后，在專用工裝夾具上由螺栓鉚接而成，保證了尺寸上的統(tǒng)一性及很高的機械強度。開關(guān)柜外殼防護等級達到IP4X，斷路器室門打開時防護等級為IP2X。
開關(guān)柜的頂部，在斷路器室、母線室和電纜室上方均設(shè)有壓力釋放裝置。當發(fā)生內(nèi)部電弧時，伴隨電弧的出現(xiàn)，開關(guān)柜內(nèi)部氣壓升高，頂部裝設(shè)的壓力釋放金屬板將被自動打開，釋放壓力及排泄氣體，裝設(shè)在門上的特殊密封圈把柜前密封起來，以確保操作人員和開關(guān)柜安全。相鄰的開關(guān)柜拼接在一起時，由各自側(cè)板相互隔開，側(cè)板之間形成4mm空氣緩沖層，減緩電弧故障的影響。母線室之間的隔板并能確保電弧故障不會蔓延至相鄰的開關(guān)柜。
UniGear ZS1開關(guān)柜具有各種防誤操作的措施，滿足“五防”功能要求。
2.電動操作的斷路器VD4
通過MDC4智能化操作可控制電機實現(xiàn)手車電動進出，同時實時監(jiān)控并判斷電機是否處于正常工作條件。當電機運轉(zhuǎn)受阻(如安裝不到位或機構(gòu)因其它原因?qū)е虏粫?達到保護條件時，立即對電機制動。
同時，逆向驅(qū)動電機解除卡死狀態(tài),以便在故障保護狀態(tài)下順利實現(xiàn)手動、電動切換。
斷路器手車電動操作增加了系統(tǒng)的可靠性，保證人身安全的同時，在開關(guān)柜全壽命周期成本上也極具優(yōu)勢，例如，在遠控中心即可以高效地完成日常運行操作，節(jié)省大量的操作工時、管理成本和交通成本。
3.電動操作的接地開關(guān)
配備傳統(tǒng)接地開關(guān)的開關(guān)柜，當進行檢修試驗時，人員需要進入柜內(nèi)工作，為保障人員的安全，就要把接地開關(guān)合上，檢修完成后，工作人員撤離工作現(xiàn)場，再把接地開關(guān)分開。接地開關(guān)配上電動操作機構(gòu)，分、合操作就可在控制室以遙控命令的形式完成，檢修人員無需到現(xiàn)場操作，充分保證檢修人員的人身安全。
三、智能的二次設(shè)備
UniGear ZS1型柜在首先推出馬達驅(qū)動斷路器手車技術(shù)，并研制了具有專利技術(shù)的馬達驅(qū)動手車數(shù)字保護及智能在線溫度監(jiān)控MDC4。UniGear ZS1型開關(guān)柜與智能操作及在線溫度監(jiān)控MDC4相配合，在遠控中心即可以高效地完成日常運行操作，節(jié)省大量的操作工時、管理成本和交通成本。同時可實現(xiàn)對開關(guān)柜關(guān)鍵點溫度進行檢測，為智能變電站建設(shè)提供完整的一次、二次設(shè)備方案。
1.MDC4智能化操作及在線監(jiān)介紹
1.1馬達驅(qū)動手車數(shù)字保護功能
在手車驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)受阻（如安裝不到位或機構(gòu)因其它原因?qū)е聜鲃硬粫常┻_到保護條件時立即對電機制動，防止電機因堵轉(zhuǎn)而燒毀，同時自動逆向驅(qū)動電機，解除卡死狀態(tài)，以便在故障保護狀態(tài)下順利實現(xiàn)手動、電動切換。其不但可獨立完成電機驅(qū)動與各種運行狀態(tài)間切換，而且可增加系統(tǒng)可靠性，而且簡化了閉鎖回路，便于維護。
1.2智能在線溫度監(jiān)控結(jié)構(gòu)及原理
電力系統(tǒng)中運行的開關(guān)設(shè)備處于高電壓、高溫、強磁場等特殊環(huán)境。開關(guān)柜一次回路中，對于母排和電纜頭關(guān)鍵搭接部位，以及斷路器觸指與開關(guān)柜靜觸頭插入接觸部位，可能由于搭接處未鎖牢，或者人為地誤操作導(dǎo)致插入接觸不良，就會導(dǎo)致這些部位溫度急劇升高，損壞絕緣部件，從而導(dǎo)致絕緣放電等嚴重故障的發(fā)生。因此，對這些關(guān)鍵部位進行溫度在線監(jiān)視，特別是斷路器梅花觸指的溫度監(jiān)測，為開關(guān)柜運行工況提供判據(jù)，并在發(fā)熱（接觸不良）缺陷初期就發(fā)出預(yù)警，以便進行必要的消缺處理，從而防止缺陷發(fā)展為故障。
1.2.1測溫模塊及接收單元結(jié)構(gòu)
測溫模塊安裝于手車式開關(guān)柜的真空斷路器的觸臂套筒內(nèi)（圖1），接收單元安裝于開關(guān)柜低壓室（圖2），獨立式HMI安裝于低壓室門板，實時顯示監(jiān)控信息。
1.2.2 在線監(jiān)控工作原理
實時在線監(jiān)控利用可靠的無線射頻技術(shù)，進行無線信號傳輸，將安裝于高壓處的測溫模塊與接收單元進行徹底的隔離。測溫模塊采用自供電技術(shù)，安全可靠。投入MDC4后，可以對柜內(nèi)關(guān)鍵部位進行溫度在線監(jiān)視，并且?guī)в羞h程通信接口，可通過現(xiàn)場工業(yè)總線組網(wǎng)，實現(xiàn)信息共享。因此可實現(xiàn)無人值班的情況下的實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和處理開關(guān)設(shè)備隱患，防范于未然，保證開關(guān)柜的安全和供電的可靠性。
2.MDC4智能化操作及在線監(jiān)控技術(shù)特點
2.1嵌入式智能化觸臂
測溫模塊采用嵌入式的設(shè)計方式，使得該部分完全裝于觸臂的絕緣層內(nèi)，同時在安裝時采取了隔熱、抗震等措施，使得原有的絕緣距離不受影響，保障了原有的絕緣能力。每個測溫模塊均具有的ID號，MDC4智能監(jiān)控單元能自動搜索各監(jiān)測點的溫度。同時，配合eKey的專利設(shè)計，既便是在現(xiàn)場更換備用斷路器或智能觸臂也十分快捷和方便。
2.2自供電技術(shù)
測溫模塊采用了自供電供技術(shù)，不但可以解決電池供電使用壽命短、更換電池等一系列的問題，而且該方案不會對產(chǎn)品的絕緣、穩(wěn)定性帶來任何不利影響。
2.3測溫技術(shù)
目前用于開關(guān)設(shè)備的測溫技術(shù)主要有以下方法：
(a) 紅外線測溫技術(shù)
紅外線測溫技術(shù)是通過吸收紅外線輻射能量，測量出設(shè)備表面的溫度及溫度場的分布，從而判斷設(shè)備的發(fā)熱情況。只可測量在傳感器直視范圍內(nèi)的測量點溫度，無法適用于針對開關(guān)柜內(nèi)部的斷路器觸頭溫升的測量。
(b) 光纖傳感測溫技術(shù)
光纖傳感測溫技術(shù)是依據(jù)光纖的光時域反射（OTDR）原理以及光纖的后向喇曼散射（Raman scattering）溫度效應(yīng)。該技術(shù)組成的元件具有結(jié)構(gòu)簡單、耐腐蝕、小巧、測量靈敏度高等特點，而且不受電磁干擾影響，但裝置成本較貴，經(jīng)濟性差。同時，通過光纖隔離存在著沿面放電問題，需要有較長的沿面爬電距離。
(c) 無線射頻測溫技術(shù)
無線射頻測溫技術(shù)的原理是通過溫度傳感器的單片微處理器控制將被測設(shè)備溫度由溫度傳感器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過無線發(fā)射接收模塊傳遞至接收器，通過微處理器將采集到的溫度信息，然后上傳到后臺顯示系統(tǒng)。
MDC4采用了無線射頻測溫技術(shù)，可以完全擯棄紅外線測溫技術(shù)和光纖測溫技術(shù)的不足之處，不但具有結(jié)構(gòu)簡單、小巧、成本低等特點，而且可以適用于針對開關(guān)柜內(nèi)部的斷路器觸指溫度的直接監(jiān)測，也可以完全實現(xiàn)對移動部位進行溫度監(jiān)測。
MDC4無線無源測溫與其他測溫技術(shù)比較
測量原理
紅外測溫
光纖傳感
無線射頻技術(shù)
2.4簡化的二次控制回路
MDC4簡化了斷路器手車位置和接地開關(guān)之間的聯(lián)鎖，減少電氣節(jié)點，增加系統(tǒng)可靠性，便于維護，并且也滿足“五防”的要求。
2.5支持便攜式無線操作

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