41、同步开关与状态监测技术解析

同步开关与状态监测技术解析

1. 引言

同步开关和状态监测这两项技术近年来备受关注，其重要性不仅体现在提高电力系统的可靠性和整体电能质量上，还具有显著的经济意义。通过应用这两项技术，能够减少辅助组件（如预插入电阻）的使用，降低设备磨损和不必要的维护，从而降低设备整个生命周期的总体拥有成本。

同步开关并非新的概念，过去30多年来，人们一直在研究同步开关的可行性，许多相关概念得到了深入探讨，甚至一些商业设备也已投入使用。而状态监测是一个相对较新的概念，它的出现主要得益于电子传感器和数据采集设备的发展，这使得状态监测不仅在技术上可行，而且在经济上也具有吸引力。状态监测对于同步开关至关重要，因为断路器的运行特性能否精确控制很大程度上依赖于状态监测。断路器的运行特性会受到多种因素的影响，如极端环境温度、机构运行能量水平、控制电压、设备运行频率、使用年限和维护历史等。收集这些变化信息可以为选择合适的校正因子提供数据来源，以补偿那些对精确同步操作至关重要的运行偏差。

2. 同步开关

传统上，断路器触点的开合通常是随机进行的，这可能会导致电气系统中出现瞬态电流和电压干扰。为了控制这种瞬态行为，常见的方法是在断路器端子上添加离散组件，如电阻、电容、电抗器、避雷器或它们的组合。然而，在许多情况下，可以通过使断路器与电流或电压振荡同步运行来控制这些瞬态，而无需添加外部组件。例如，在切断短路电流时，触点应在电流过零时打开；在给电容器组充电时，触点应在电压过零时闭合。

同步开关最能受益的操作包括空载变压器、电容器组和电抗器的切换。给输电线路充电和打开断路器切断短路电流也是同步开关的理想应用场景。为了获得最大效益，理想情况下应使用能够独立分相操作的断路器进行同步开