（国网株洲供电公司湖南株洲412000）
摘要：近年来，随着断路器可靠性的不断提高，突显了隔离开关与运行可靠性得到极大改善的断路器不相匹配的矛盾，利用隔离开关来隔离高压以进行断路器停电检修的检修策略和模式，逐渐不再适应电网运检管理需求。在此背景下，提出将变电站的设计模式由原来的断路器两端配置隔离开关，改为将隔离开关的隔离功能集成到断路器的灭弧室内部，并增加智能化控制系统，形成了新一代智能开关设备———隔离断路器。本文在相关基础上，研究了隔离式断路器的在新一代智能变电站中的应用。
关键词：应用；新一代；智能变电站；隔离断路器
随着断路器技术的发展，断路器的维护要求越来越低，然而敞开式隔离开关仍然需要比较频繁的定期维护。敞开式隔离开关的主触头是曝露在大气中的，有时还会受到污染源的侵蚀，需定期维护，导致相邻断路器无法使用，针对这一情况，提出了变电站由以前的断路器两端设置隔离开关改为将隔离功能集成到断路器中，创造出隔离式断路器(DCB)。
隔离式断路器实现隔离开关、互感器、断路器的一体化制造。该断路器的触头被保护在SF6灭弧室内，兼具断路器和隔离开关的双重功能，可替代传统断路器与隔离开关的联合应用。由于该断路器的触头被保护在SF6灭弧室内，断路器维护量非常小，可大幅度提高供电可靠性。
1隔离断路器的特点
隔离断路器结合了传统断路器与隔离开关等设备的功能。设备的动、静触头被保护在SF6灭弧室内，兼具断路器和隔离开关的双重功能，可替代传统断路器与隔离开关的联合应用。采用隔离断路器，可以减少站内一次设备的数量，减少变电站空间与土地占用，优化变电站纵向尺寸，降低工程成本。同时，由于原本裸露在空气中的隔离开关触头被集成保护至SF6灭弧室内，隔离断路器的检修维护量较小，供电可靠性大幅提高。
隔离断路器除了集成接地开关，也采用与电流互感器紧凑式布局，电流互感器与隔离断路器拉近距离布置或者将电流互感器支架与隔离断路器的支架集成，可进一步减少占地面积和工程量。随着近年电子式互感器尤其是全光互感器的发展，实现了将电流互感器集成至隔离断路器本体上，以获得更为紧凑、简单可靠的结构和更高的技术含量，这与电力系统智能化的发展趋势正相适应。
隔离断路器的工作位置除了有传统断路器所具有的合闸位置和分闸位置，还具有接地位置。单断口隔离断路器和双断口隔离断路器的接地工作位置如图2所示。
2隔离式断路器在新一代智能变电站主接线优化中的应用
2.1优化110kV主接线
图2所示为一采用传统断路器的110kV单母线接线配电装置间隔接线。断路器两侧均配置有隔离开关，用于断路器检修时隔离电源。在此接线方式下，间隔内任一元件(母线隔离开关及线路侧隔离开关等)故障或检修均导致相应线路或主变压器退出运行，间隔内元件的数量和可靠性对整体运行影响很大。由于隔离式断路器内部集成了断路器、接地开关、电流互感器等元件，断路器的触头兼具断路器和隔离开关的双重功能，且带线路侧接地刀，因此取消线路侧隔离开关，同样能满足线路(或主变压器)检修时的需要。同时，随着设备制造水平的提高，设备可靠性大大增强。隔离式断路器设计检修周期不小于20a，变电站设计寿命40a，也就是说，在变电站运行期内，每台隔离式断路器仅需检修一次。隔离式断路器能与母线做到同时检修，因此可取消母线侧隔离开关。优化后的接线见图3所示。
3采用隔离式断路器的配电装置平面优化
智能隔离式断路器集成了断路器、隔离开关、接地开关以及电流互感的功能，其优点首先体现在占地面积上。以实际工程中的变电站设计为例，由于使用了智能隔离式断路器，整个变电站的占地面积与同样规模传统设计相比，减少约54%。
4减少建设周期及维护工作量
设备的减少相应降低了安装调试以及运行维护过程中的工作量，大大加快了工程建设周期，也减少了运行维护的工作量。设备数量的减少，还直接降低了变电站的故障概率，在单一设备故障率不变的情况，能将变电站的故障概率降低至40%～50%。维护工作量降低87%。
5设备全寿命周期投资降低
降低全寿命投资，减少对环境影响，实现经济环保节能。经济性无疑是新设备使用中需要优先考虑的问题之一。通过对新一代变电站建设的方案对比发现，在全部采用首台首套设备的情况下，变电站的投资增加约8%，考虑到推广后设备价格的合理回归，变电站的建设投资将减少约10%。再考虑到设备运行维护投入的减少，根据CIGRE的统计以110kV电压等级为例，隔离断路器检修比传统的断路器加隔离开关减少约87%，而变电站设备检修维护主要是开关设备的检修维护，以变电站整体设备检修维护减少50%考虑，以30年计算，设备运行维护费用与建设投资基本相当(实际可能会更高)考虑，则变电站的全寿命周期的投资比将降低30%以上。
结语
综上所述，本文提出采用隔离式断路器的配电装置接线和平面，并对接线可靠性进行了分析，结果表明优化后接线的可靠性强于优化前可靠性。在优化变电站布局，降低了安装、维护和维修成本的同时降低了整个变电站设备的全寿命周期费用。并且，隔离式断路器和GIB母线均由厂家在工程制造完成，现场仅需完成简单的组装，提高了工厂化程度，为装配式变电站的实现提供了坚实的基础。在新一代智能变电站中采用隔离式断路器，为变电站设计和运行维护理念带来了根本性的变化，具有划时代的意义。
参考文献：
[1]王灿飞，李以然，王军慧等.基于隔离开关检修的隔离断路器分析研究[J].电工电气，2015.
[2]刘祖永，严启明，王小波，吴丹.隔离式断路器在智能变电站中的应用[J].湖北电力，2013.
[3]张海利，崔海婷，马新声.浅谈隔离开关检修时出现的异常问题及处理办法[J].科技信息，2011（7）.