新型电力系统下开关设备的转型和发展（七）

1. 摘要：新型电力系统是新型能源体系的重要组成和实现“双碳”目标的关键载体，构建新型电力系统，要求电网从传统单向输电模式转变为双向互动模式，在实现高度智能化的同时，加强与其它能源系统的互联互通。电源侧进行有效“统筹协同”，消费侧推进“综合能源管理”，开关设备是新型电力系统中能量变换、电力传输和运行控制的直接载体。

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4. 4.4   高效化、轻量化      

电磁斥力快速断路器，电容器储能、电磁斥力驱动、永磁保持、直动式真空断路器，分闸时间小于 2ms ，实现故*障的快速隔离，减少对母线上设备负荷对于“晃电”低电压的影响时间。“零前分闸”技术提升快速断路器的开断容量，而最大开断电流达到 80kA ，合分闸 100 次。基于“供电电源故障快速判断技术”的控制，“电磁斥力”快速开关的电源故障时的备用电源的快速切换装置，电源短路故障时的最快切换时间不大于 16ms 。以保证用电设备的安全持续运行。

超导体实现电力传输高效、用量少，电力电子实现保护、控制一体化，对于旋转用电设备，通过逆变 - 变频技术，实现低功耗。

轻量化开关设备采用罗氏线圈电流传感器、电阻分压电子式传感器，小型传感器绝缘材料用量少，占用空间小，绝缘劣化风险小，磁控操动机构高效率，分闸速度快，所需能量小；

 

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1. 4.5   高可靠、长寿命      

先进电工磁性材料用于智能传感器，提高系统运行的可靠性；先进的导热材料、热管用于热能控制，电弧控制、弧光保护、控制避免意外失效；新型绝缘材料绝缘降低绝缘风险；超长寿命—机械寿命、电气寿命；环境对开关设备的影响降到最低； MTBF 关键故障平均时间 >200 万小时；

提高智能监测设备的有效性、提高可靠性；

1. 0.3   模块化、小型化      

模块化单元实现功能的灵活组合，小型化保证组合的

由电流、电压互感器（传感器）、采集终端、电能表、通讯装置等组成计量单元模块，集成防护隔离、保护接地、故障切断等功能的开关单元模块，微机保护模块，无功补偿模块，弧光保护、快速熄弧装置模块，电源模块，母线模块，组合灵活、方便调整、运维便捷。

 

新型分界装置的模块化组成，低碳环保型密封开关单元模块，智能操控模块集成保护、四遥功能，计量模块集成电压、电流测量、高精度电量表、通讯单元，电源模块由自供电电源 PT 、电源管理单元、低能量脱扣系统组成。 5G 通信量子加密。积木式模块单元组合，进出线位置、计量位置等变换，功能单元完全分隔，电缆柜前连接， IP43/IP54 防护外壳。

1. 4.6   集成化、预制化      

集成化体现在中低压一体化，一二次系统一体化、交直流一体化。电能接入并网、储能、电能转换分配等集成，典型应用中压 UPS ，电能路由器、新能源专用箱变、船舶岸电箱变等；实现电力设备的高度系统集成、全数字控制，实现具有远程监测功能，实时显示电源运行状态。模块化预制舱结构，环境适应性强，具有防盐雾、防潮湿、防霉菌功能，紧凑型开关设备，占地少，免维护。

 

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如船舶岸电系统，采用全自动无扰动切换技术，自动切换，无需人为操作，减少人为失误风险。采用最新 IGBT 逆变技术，全数字化控制电路；无需功率因数补偿及谐波抑制装置。输入电压频率范围宽，输出电压、频率稳定度高；正弦波输出，失真度低。

1. 5.      结语      

清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动基本特征的电力系统，体现在开关设备上需要实实在在的一、二次开关设备！

清洁低碳，需要全生命周期低碳开关产品，以及服务于电能输入、电能配出的开关设备

安全可控，需要高可靠性开关设备，以满足电能互通的正常切换

灵活高效，需要产品小型化、轻量化，摆脱传统开关设备运行功耗大、惯性大的特点

智能友好，需要开关设备的数字化、智能化、互联互通，边缘计算

开放互动，灵活配置，需要模块化、预制化的电能路由器、 UPS 等配电自动化一体化设备。