從斷路器的現(xiàn)狀看我國低壓電器的發(fā)展趨勢
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2 我國低壓電器的發(fā)展趨勢
從斷路器的現(xiàn)狀看我國低壓電器的發(fā)展趨勢
添加日期：2012-5-7 14:48:02 訪問次數(shù)：18次
未來低壓電器在技術上和功能上都會有很大的發(fā)展, 各種繼電器、接觸器和斷路器都普遍采用了電子和智能控制.隨著微機技術、微電子技術、計算機網(wǎng)絡和數(shù)字通信技術的飛速發(fā)展, 以及人工智能技術在低壓電器中的應用, 智能電器將會從簡單的采用微機控制取代傳統(tǒng)繼電器功能的單一封閉裝置,發(fā)展到具有完整的理論體系和多學科交叉的電器智能化系統(tǒng), 成為電氣工程領域中電力開關設備、電力系統(tǒng)繼電保護、工業(yè)供配系統(tǒng)及工業(yè)控制網(wǎng)絡技術新的發(fā)展方向.
1 斷路器的現(xiàn)狀
在低壓輸配電網(wǎng)絡中, 塑殼斷路器是重要的基礎元件之一, 對于那些經(jīng)常會發(fā)生用電設備過載、短路的場合, 能安全、可靠地切斷故障電流, 防止事故擴大危及到整個輸配電系統(tǒng).國外ABB、西門子、施耐德等公司已經(jīng)推出新一代產(chǎn)品, 國內(nèi)有些著名電氣企業(yè)也在低壓電器領域形成第四代塑料外殼式斷路器.新一代電器的主要技術特征為: 高性能的觸頭滅弧系統(tǒng), 采用模塊化結(jié)構(gòu), 電子式脫扣器,性能優(yōu)越, 安裝方式簡便多樣, 與現(xiàn)場總線進行通訊等.
1.1 高性能的觸頭滅弧系統(tǒng)目前ABB 公司、施耐德、GE 等歐美大部分公司新一代產(chǎn)品采用雙斷點旋轉(zhuǎn)式觸頭系統(tǒng), 加強了短弧度近陰極效應, 具有較高的電弧電壓, 以提高分斷能力, 并省去軟連接.國內(nèi)部分企業(yè)申請了相關雙斷點旋轉(zhuǎn)式觸頭的專利, 如浙江正泰電器股份有限公司申請的發(fā)明專利、公開了一種多極低壓雙斷點塑殼斷路器.該發(fā)明采用相對簡單的結(jié)構(gòu), 達到各單極單元之間可靠的機械連接和傳動; 同時, 并使安裝更為靈活和方便, 可簡化裝配工藝, 降低制造成本.
1.2 采用電子式脫扣器電子脫扣器是微電子、計算機和通信技術的結(jié)合, 具有傳統(tǒng)熱磁脫扣器不可比擬的優(yōu)勢.如: 脫扣特性穩(wěn)定, 不受環(huán)境溫度及氣候的影響; 脫扣電流和時間的精度較高; 整定電流可調(diào), 并可設置不同的特性曲線以適應各種負載保護的要求; 電子脫扣器可以派生通信功能, 實現(xiàn)網(wǎng)絡化控制, 還可派生區(qū)域聯(lián)鎖、電量監(jiān)控及電能分析等輔助功能.各公司的新一代塑殼斷路器均可安裝電子脫扣器, 并逐漸向160A 及以下的小容量額定電流殼架發(fā)展.
ABB 公司推出的SACEIsomaxS 低壓塑殼斷路器采用微處理器電子式脫扣器, 分斷方式和形狀特殊的開斷元件使斷路器能在極短時間內(nèi)斷開高達200kA 的短路電流.
1.3 與現(xiàn)場總線通訊全球電力與控制專家法國施耐德公司在M 系列基礎上推出了MT、MVV、MTE 系列框架斷路器.產(chǎn)品外形縮小、保護功能齊全、智能控制器在原保護功能基礎上, 增加電壓、頻率和功率的測量、諧波和基波的計算、精確分析電網(wǎng)質(zhì)量, 能與多種總線連接等.Osmart Powerpact 塑殼斷路器符合UL, CSA 等多種認證, 采用雙旋轉(zhuǎn)分斷系統(tǒng), 限流能力強, 分斷能力最高可達100kA, 具有短路保護功能和過載保護功能, 為OEM客戶的使用和設備出口提供了更有力的支持.
1.4 采用模塊化結(jié)構(gòu)目前, 天水GS- 3 系列智能控制器是智能框架式斷路器配用的核心控制元件.可以顯示設備或電網(wǎng)的工作電流、工作電壓( 帶電壓顯示型) , 并根據(jù)負載電流的大小實現(xiàn)各種保護,使線路和電源設備免受過載、短路、接地等故障的危害.按約定的保護方式斷控控制回路.精度高、可靠性好, 還有負載監(jiān)控、故障報警、故障查詢、在線試驗、現(xiàn)場編程、密碼設備等輔助功能.
西門子公司推出了它的新一代產(chǎn)品SENTRONWL/VL 斷路器系列, SENTRONWL 萬能式斷路器額定電流為630～6300A, SENTRONVL 塑殼斷路器額定電流為160～1600A, 兩咱產(chǎn)品雖然功能不盡相同, 接入網(wǎng)絡的途徑也不完全一樣, 但使用同一通信規(guī)約和設備描述, 具有ProfiBCS DP,Ether net, RS 232C 等多種總線接口; 通過COM15模塊可以使WL 接入ProfiBUS 網(wǎng)絡兩個特點.
隨著新技術包括現(xiàn)代設計技術、微電子技術、計算機技術、計算機網(wǎng)絡技術、通信技術、智能化技術、可靠性技術、測試技術等以及新工藝的出現(xiàn), 如未來低壓電器在技術上和功能上都會有很大的發(fā)展, 各種繼電器、接觸器和斷路器都普遍采用了電子和智能控制.隨著微機技術、微電子技術、計算機網(wǎng)絡和數(shù)字通信技術的飛速發(fā)展, 以及人工智能技術在低壓電器中的應用, 智能電器將會從簡單的采用微機控制取代傳統(tǒng)繼電器功能的單一封閉裝置,發(fā)展到具有完整的理論體系和多學科交叉的電器智能化系統(tǒng), 成為電氣工程領域中電力開關設備、電力系統(tǒng)繼電保護、工業(yè)供配系統(tǒng)及工業(yè)控制網(wǎng)絡技術新的發(fā)展方向.
2.1 高性能、高可靠、小型化新型低壓電器的高性能除了提高其主要技術性能外, 重點追求綜合技術經(jīng)濟指標, 如低壓萬能式斷路器、塑殼斷路器除了提高短路分斷能力外, 特別關注飛弧距離的減小, 同時要求小型化.這對發(fā)展新一代緊湊型低壓成套設備十分重要.交流接觸器已經(jīng)不片面追求機電壽命的提高, 而是把研究的重點放在產(chǎn)品功能組合與派生、分斷可靠性( 包括縮小飛弧距離, 防止相間飛弧) 、動作可靠性、接觸可靠性以及節(jié)銀、節(jié)能等方面.
2.2 電器智能化、電子化電器智能化是以智能電器這種有形產(chǎn)品為基礎建立的相關學科知識及應用技術的系統(tǒng)集成.隨著電子技術和計算機技術的同步發(fā)展, 智能電器經(jīng)歷了半導體、電子式、智能式等幾個階段.目前, 隨著專用集成電路和高性能的微處理器的出現(xiàn)( 如DSP) , 智能斷路器、智能控制保護器、智能接觸器等功能完善的智能電器元件和智能型配網(wǎng)絡系統(tǒng)將應運而生.
未來脫扣器的智能化不僅體現(xiàn)在可實現(xiàn)長延時、短延時、瞬時過流保護、接地、欠保護等保護功能、可顯示電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等系統(tǒng)運行參數(shù).而且具備更強的分析能力和綜合能力.
另外, 由于在供電系統(tǒng)中大量使用軟起動器、變頻器、電力電子調(diào)速裝置、不間斷電源等裝置, 使電網(wǎng)和配電系統(tǒng)中出現(xiàn)大量的高次諧波, 而模擬式電子脫扣器一般只反映故障電流的峰值, 造成斷路器在高次波的影響下發(fā)生誤動作.帶微處理器智能化斷路器反映的是負載電流的真實有效值, 因此可避免高次諧波的影響.
2.3 電器智能化網(wǎng)絡近年來, 現(xiàn)場總線的出現(xiàn)給工業(yè)自動化帶來了革命性的變革.現(xiàn)場總線是一種造價低、可靠性強并適合工業(yè)環(huán)境使用的通信系統(tǒng).僅需要一根雙芯電纜, 使布線非常簡單, 減少了安裝維護費用.
將智能電器———中央控制設備, 智能電器與智能電器之間, 通過總線連接起來, 在低壓配電系統(tǒng)和電動機控制中心統(tǒng)一就形成了一個智能化監(jiān)控、保護與信息網(wǎng)絡系統(tǒng). 這種系統(tǒng)具有以下優(yōu)點: 當系統(tǒng)中電器設備發(fā)生故障時, 通信電器與現(xiàn)場總線器能夠顯示故障信號, 便于排除故障, 保證系統(tǒng)正常運行; 系統(tǒng)傳輸?shù)男盘柫吭黾? 提高了系統(tǒng)自動化程度; 信號傳輸?shù)木忍岣? 保證了系統(tǒng)運行的可靠性.因此, 這種系統(tǒng)使操作人員在控制室中能夠方便地控制各種現(xiàn)場設備, 并且能夠及時了解現(xiàn)場設備運行情況, 處理各種故障.
2.4 功能擴展隨著智能電器的發(fā)展, 通過對智能電器的擴展可以完成其它功能.由于低壓斷路器的智能脫扣器以微處理為基礎, 并具有通信功能,所以讓新一代的智能斷路器兼有電力質(zhì)量監(jiān)控功能是一種經(jīng)濟有效的做法.并且它頒在低壓網(wǎng)絡的各個供電端, 因而通過與中央控制計算機通信可獲得配電網(wǎng)各端點的電力質(zhì)量信息.
基于微處理器的智能電器具有強大的檢測功能和通信功能, 因而利用智能電器實現(xiàn)電力質(zhì)量監(jiān)控是最合適的方案, 這也是當前中壓和低壓智能電器的一個新的發(fā)展方向. 用智能電器實現(xiàn)PQ 監(jiān)控有兩種結(jié)構(gòu): 一是用于低壓智能配電系統(tǒng)中的專用智能化電力質(zhì)量監(jiān)控器; 二是讓智能化低壓斷路器或保護繼電器兼有電力質(zhì)量監(jiān)控功能.
3 結(jié)束語
未來的低壓電器智能化將使電器的功能更加完善、性能更加優(yōu)良、可靠性更高.電器智能化網(wǎng)絡將使供電系統(tǒng)和工業(yè)自動化系統(tǒng)的管理更加完善,極大提高供電系統(tǒng)的可靠性和用電設備的安全性.人工智能的應用將提高電器在設計、生產(chǎn)和使用中的效率以及可靠性.
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