PASS断路器在110kV变电所的应用

摘要：本文介绍了PASS断路器的特点，并对此类设备应用的安全、可靠性及适应的范围进行了分析。 
关键词：PASS断路器　SF6　GIS 
1　概述 
    插接式断路器系统PASS（Plug&Switch System），是国外最近几年推出的一种新型智能化高压断路器，它的设计思路对未来一次电气设备发展方向提供了一种新的选择，具有广阔的发展前景。广东省中山市110千伏西桠变电所采用PASS开关设备，于2003年1月投入了运行，并取得了良好的运行效果。采用PASS组合式智能化电气设备，既能满足变电所在占地、环境和适应性方面的苛刻要求，对变电所的扩建及改造又有较高的灵活性，同时也能减少变电所的投资、满足节能降耗和环保的要求。从变电所的发展趋势而言，利用PASS来建设和改造变电所将是一个很好的选择。 
2　PASS断路器特点介绍 
    PASS断路器是一种组合式智能化电气设备，由一次主设备，二次智能化设备和过程处理及通信接口设备构成。PASS断路器较GIS简单，为固定式配置结构，无出线的隔离开关和接地刀。PASS产品有三种，按照不同的适用电压等级分别为PASS M0和PASS M1、PASS M2，西桠变电所采用的是PASS M0系列，为三相安装在一个支架上。 
    
    （1）　PASS是把一相断路器加隔离开关和接地开关作为一个模块放在SF6密闭仓中，每一相有独立的外壳，所有操作功能都融合在一个操作箱内，可动元件少，布置紧凑。 
    
    （2）　继承了GIS的优点。PASS断路器的主设备、操作机构和灭弧室等均采用成熟的GIS技术，保证了设备的可靠性。 
    
    （3）　简化设备，用尽量少的元件完成全部功能，如取消出线隔离开关及接地刀等。 
    （4）　在一次设备中采用了智能化传感器技术和微处理技术，通过数字通信实现对设备的在线监测、诊断、过程监视和站内计算机监控。从PASS断路器到继电保护、测量计量及监控系统均采用光缆连接，二次电缆少。 
    （5）　对一次设备的在线监测、自动状态校核和缺陷报警等代替了传统的定期检查试验和预防性试验，将定期检查改变为状态检修，运行人员可根据设备运行状况及趋势分析结果，安排检修和维护时间。 
    （6）　安装和检修方便、快捷。一台PASS组件等同于或差不多等同于一个完整的间隔，在制造厂就已进行了成套设备的组装和调试工作；变电所内的安装，可以在较短的时间内完成，每一个间隔从拖车上卸下就可直接装在较小的平台上，检修时也为整体更换，无须拆装和调试，减少了停电时间。 
3　对PASS断路器运行的体会 
    （1）　间隔层继电保护及监控设备的接口。变电所自动化系统目前尚无统一传输规约及网络标准，PASS断路器目前仅有IEC61375（MVB）过程处理总线规约一种方式，国内的保护装置和站内自动化装置尚未开发此接口规约。故当其与间隔层继电保护及监控系统设备是不同生产厂家时，其接口需进行传输规约的转换。PASS的保护装置，对电流、电压输入信号传递的实时性和可靠性要求特别高，规约转换的效果会对保护的可靠性、快速性和灵每性产生直接影响。在国内厂家自主开发该部分接口时，也需ABB提供MVB双向通信规约及一次设备监测的人机接口软件的开发环境等资料。由于考虑投资规模等方面的原因，110千伏西桠变电所采用了在PASS断路器中用常规的电流互感器TV外配）代替光电式电流、电压传感器以及用常规的开关辅助触点代替智能化设备的作法；该作法与现有保护及监控设备接口最方便，但也丧失了光电式电流、电压传感器和PASS智能化系统的部分性能。 
    
    （2）　接线方式由于受本身设计原因，接地开关接于断路器侧，而非习惯常采用的线路侧，厂家认为属定型产品，无法根据用户的要求改为线路侧接地开关。故设备或线路在运行检修或倒闸操作时的接地需经过PASS断路器，这与传统习惯是不同的，故在设计电气主接线和在制定运行规程需认真考虑。 
    
    （3）　运行一年多来，其操作振动与噪音较小，局放试验未发现异常。 
    
    （4）　维护工作量。每5年常规性停电检查，包括润滑、机构密封垫、机械特性和回路电阻等；每5000闪操作或开断40kA9次、或运行15年需大修，厂家提供的大修方式为用预先调试好的模块进行替换。 
    
4　对PASS运行的安全和可靠性评价 
    
    PASS装置主要是针对电力系统存在的安全问题而设计开发的。它与GIS在安全方面的主要区别为：GIS是把整个变电所的一次设备包括断路器、避雷器及母线等分别集成在几个SF6气体的密闭室中进行紧密连接，但是它有一个缺点，由于集成度过高，一旦有一个设备出问题，停电范围较大，损失比较大。另外，由于所有的电器连接都是在变电所现场进行，由于受环境的限制，很难保证工艺要求，相应的就增加了事故的隐患。比如说最常见的漏气问题，由于面积较大，很难查出故障点，增加了停电检修的难度、延长了停电的时间。而PASS是把一相断路器加隔离开关和接地开关作为一个模块放在SF6密闭仓中，每一直有独立的外壳，在制造厂就已进行了成套设备的组装和调试工作，现场安装调试较简便，其可靠性和灵活性就比较高，同时对PASS来说如果哪一相有问题就更换那一相，缩小了停电范围和检修时间；而且模块化的生产工艺使之具有更强的抗震性和运行的安全性。 
    
5　对PASS方案的经济性评价 
    
    如果按照同为进口设备或同为国产设备来计算，PASS设备及相应变电所的配套设备价格较GIS便宜，经常规设备昂贵。但由于目前国内采用的PASS均为国外进口，与国内生产的GIS设备相比，其设备价格明显偏高；期待PASS设备在国内厂家大规模生产后，其价格与GIS相比能具备优势。 
    
6　PASS的适应范围 
    
    （1）　因为AIS是靠空气绝缘的，而PASS则是靠SF6气体绝缘，占地面积将大大减少，比AIS变电所节省60%的空间；利用PASS可以在室外运行的特点，在土地征用费用较高同时投资费用受控的情况下，可以将PASS安装在变电所主控楼的楼顶，既避免了征用高压场土地，又可以省下购买昂贵GIS设备的费用。 
    
    （2）　针对PASS可靠性和灵活性较高的特点，在出现故障时检 修和更换设备方便，相对缩小了停电范围和检修时间，对于负责城市重要区域供电，同时变电所征地范围有限的情况下，采用PASS是一种较理想的选择。 
    
    （3）　利用架空形式，安装在负荷较重区域的街道边。 
    
7　结束语 
    PASS断路器的推出，改变了传统变电工程的建设、运行和维护的模式，提供了一种少投资、高效、提高可靠性、少维护和无人值守管理模式的新的思维模式。但由于将其引用于110千伏变电工程时无其它先例可借鉴，故无论在建设、研究开发、设计还是施工、运行和维护等方面，需从系统安全可靠运行的角度出发来认真分析和深入研究二次和系统配置、接口以及倒闸操作等这些课题。