基于一种开关保护装置的研究与应用
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完成单位:贵州乌江水电开发有限责任公司织金新能源分公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
宋 伟、刘小标、杨小宇、余 勇、施全康、余永桂、蒋若云、叶芷溢
项目概况
研究背景:
随着电力系统的不断发展,电力设备的安全运行成为保障电力供应稳定的关键。先锋光伏电站作为重要的新能源发电设施,其220kV及35kV系统中的开关、隔离刀闸、接地刀闸等设备长期依赖机械闭锁和电气闭锁方式,缺乏完善的微机五防系统。电气操作按规定必须满足“五防”功能,尤其是强制性防止误操作的要求。然而,先锋光伏电站设备现有的闭锁方式存在诸多不足,如机械闭锁故障、操作钥匙断裂等问题,导致设备操作存在安全隐患,需进行技术改造。
管理技术难点:
升压站电气、机械设备开关设备种类多样复杂,管理困难,220kV及35kV系统中的开关、隔离刀闸等设备长期依赖传统机械闭锁与电气闭锁方式,年均故障率高,因开关闭锁失效、人员走错间隔等引发的异常事件频出,对运行设备的安全稳定运行造成威胁,甚至直接威胁电网运行的稳定性。。
成果先进性及创新性:
1.可靠性机械闭锁装置设计,根据现场环境和开关特点设计出具有高力学性能锁具,提高锁具的使用次数和使用寿命。
2.优化控制系统采用"PLC+边缘计算"分层架构,实现设备级快速响应与站级智能决策的协同。确保实时监测设备开关状态。
3.与微机五防系统结合具备强制性五防闭锁功能的开关保护装置,实现设备五防要求:防止误拉合断路器、防止误入带电间隔、防止带负荷拉小车、防止带电挂地线或合接地刀闸、防止带地线(接地刀闸)推小车等复杂闭锁。
4.采用RFID身份识别技术和一匙通开技术,对场站各类箱/屏柜门、房门、通道门统一管控,一把钥匙管理所有锁具,在通用锁芯基础上进行分级闭锁设计,实现高权限钥匙(防误钥匙)可以管控所有锁具,而低权限钥匙(辅控钥匙)仅能管控辅控锁具,提高运检作业的方便性和执行。
5.实现远程、就地操作防误机制,确保操作人员不发生误操作,为新能源场站人身和设备安全提供了坚实保障。
经济社会效益:开关保护装置的应用规范设备操作流程,完善电气五防闭锁逻辑,杜绝人为误操作事件发生,确保了新能源发电设备的可靠运行,提高了新能源在电力系统中的利用效率,有利于降低碳排放,推动绿色能源产业的发展,促进社会的可持续。
可推广性:开关保护装置应用,有效避免人为误操作对人身和设备安全的事件发生,有效提高电力系统的安全稳定运行。填补了新能源电站智能化五防系统的技术空白,为构建高安全、高效率的新型电力系统提供了关键技术支撑,具备显著的行业推广价值与跨领域应用潜力。


