電氣成套設(shè)備的發(fā)展動(dòng)態(tài)

王福高　吉科明

摘 要：伴隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電力質(zhì)量和環(huán)保要求的不斷提高，低壓電氣成套設(shè)備的智能化和信息化近期有了新的發(fā)展。介紹了由可通信的低壓斷路器組成的電能管理系統(tǒng)，智能操作的控制電氣，低壓電氣成套設(shè)備的在線檢測。

關(guān)鍵詞：電氣成套設(shè)備；智能化與信息化；在線檢測

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，環(huán)保質(zhì)量要求和電力質(zhì)量要求的標(biāo)準(zhǔn)不斷提升，電氣成套設(shè)備的信息化和智能化的標(biāo)準(zhǔn)有了新的提高。可以通信信息的電氣使電氣配電系統(tǒng)轉(zhuǎn)向?yàn)榱艘杂?jì)算機(jī)監(jiān)控為主的復(fù)雜系統(tǒng)，新系統(tǒng)中的現(xiàn)場總線代替了以前繼電-接觸控制類原理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了控制電氣成套設(shè)備的計(jì)算機(jī)智能監(jiān)控操作，同時(shí)也提高了該系統(tǒng)的壽命。并且電氣成套設(shè)備的在線檢測技術(shù)也在伴隨著其迅速發(fā)展。 本文就著重于電氣成套設(shè)備的發(fā)展，以及它在線檢測等方面的運(yùn)用作分析介紹。

1 電氣成套設(shè)備的智能性和信息性發(fā)展

隨著環(huán)保質(zhì)量和電力質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)，電氣成套設(shè)備的應(yīng)用也得到了快速的發(fā)展。隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的越來越快，越來越多的能源被消耗，伴隨而來的就是環(huán)境問題的全球化，尤其是含碳物質(zhì)的燃燒使二氧化碳增多，隨后產(chǎn)生的“溫室效應(yīng)” 已經(jīng)給我們?nèi)祟悗砹松嫘酝{。電氣成套設(shè)備的使用者也是耗能大戶，其動(dòng)力來源發(fā)電廠又是造成環(huán)境污染的主要工廠。所以在我們的21 世紀(jì)里，國際上將電力資源的節(jié)約作為人類保護(hù)我們環(huán)境的又一重要手段。由于工業(yè)和生活用電日益增加，電氣成套設(shè)備用電質(zhì)量和節(jié)約用電問題日益受到廣大人們?nèi)罕姷年P(guān)心。用電電路的可靠性、穩(wěn)定性、易操作性和減少維護(hù)費(fèi)用等都非常重要。機(jī)場，醫(yī)院等一些重要的用電部門一旦斷電就會(huì)造成不可估量的損失。電力網(wǎng)絡(luò)上的電氣騷擾是影響電力質(zhì)量的重要因素。這些主要是由于電氣成套設(shè)備系統(tǒng)中電壓或電流的瞬態(tài)變化造成的。從上個(gè)世紀(jì)80年代后期開始，斷路器中開始使用微處理器，大大增強(qiáng)了斷路器使用時(shí)的保護(hù)能力，并利用微處理器的通信和計(jì)算能力在上世紀(jì)90年代成功發(fā)展成了可通信的電氣，成為組成電能管理系統(tǒng)的重要元件之一，各個(gè)元件之間不僅能合理調(diào)配配電系統(tǒng)的電能，達(dá)到節(jié)約用電的效果，而且能監(jiān)控電力運(yùn)行質(zhì)量，并且還能保證了整個(gè)配電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。運(yùn)用電能管理系統(tǒng)能夠使用電的節(jié)約和電力質(zhì)量的提高，同時(shí)用電少了，電力質(zhì)量提高了，也能推動(dòng)只能斷路器的發(fā)展。新型斷路器還有一個(gè)功能是中線的保護(hù)，當(dāng)電網(wǎng)中電的波形不正常時(shí)，斷電氣會(huì)使線路發(fā)熱導(dǎo)致熔斷，因此提高了電網(wǎng)工作時(shí)工作狀態(tài)的可靠性。

智能化是電氣成套設(shè)備的發(fā)展方向，從節(jié)約電能來看，需要從配電柜上得到更多的信息，才能合理調(diào)度電能。日本三菱公司推出的新型先進(jìn)斷路器，研發(fā)出了測量顯示的單元—MDU，這種功能具有很多優(yōu)點(diǎn)，如計(jì)量精度高，范圍大，能隨時(shí)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控等。這種MDU單元可以獨(dú)立安裝在開關(guān)柜的面板上，也可以與斷路器等配套使用。 它可以測量負(fù)載電壓、電流和功率等因數(shù)，并能同時(shí)檢測多次諧波，從而讓電力質(zhì)量控制更好的進(jìn)行。它還能對(duì)計(jì)量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記憶，在斷路器因各種原因跳閘后，故障時(shí)的各種參數(shù)已經(jīng)記錄，可供事后的原因調(diào)查分析。

信息化發(fā)展也推動(dòng)了電氣成套設(shè)備的運(yùn)用和發(fā)展。瑞士公司ABB引入的嵌入式技術(shù)Web，管理工作人員可以用隨時(shí)隨地用筆記本電腦通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督和控制。 近些年以來，無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速。 法國公司施耐德引進(jìn)了新型框架斷路器，其中的智能脫扣器采用了紅外技術(shù)，使需要連接的線路減少了，從而脫扣器的可靠性也得到了很好的提升。相信不久以后電氣成套設(shè)備系統(tǒng)中斷路器及其它元件上更先進(jìn)藍(lán)牙技術(shù)也會(huì)得到應(yīng)用。

2 電氣成套設(shè)備的在線檢測

開關(guān)電氣在使用過程中經(jīng)常會(huì)受到電氣或機(jī)械的不同程度損傷，導(dǎo)致在其發(fā)生各種各樣的故障，這就要我們經(jīng)常性的檢修和維護(hù)。如果我們能采用新技術(shù)對(duì)這些電氣設(shè)備進(jìn)行在線檢測，實(shí)時(shí)掌握電氣的工作狀態(tài)，則可以減少甚至免除日常的電氣檢修和維護(hù)。因此國際上的一些大公司都比較重視電氣成套設(shè)備的在線檢測。比如德國公司西門子在電氣成套設(shè)備的在線檢測方面就下了很多心思。在線檢測運(yùn)用好 能夠有效提高電氣設(shè)備的運(yùn)行持續(xù)時(shí)間和可靠性。一種直接的方法是檢測的信號(hào)直接來源于電氣的工作狀態(tài)。短路電流的存在可以用磁敏元件來檢測。用機(jī)械零件的位置能測定機(jī)械開關(guān)的開閉狀態(tài)等。在線檢測的重要部分之一是接觸器或斷路器觸頭工作狀態(tài)的檢測，用一跟絕緣導(dǎo)線穿過觸頭支架上的一個(gè)孔洞與觸頭連接。觸頭如果侵蝕會(huì)將導(dǎo)線的絕緣性破壞，從而使該導(dǎo)線帶電，輸出該點(diǎn)的電位信號(hào)。另一個(gè)比較精確而簡單的方法，是對(duì)觸頭的超程的測量，根據(jù)觸頭位置磨損后可以看做是其超程減小了。有一種計(jì)算觸頭超程的測量方法是：測量從打開電磁鐵時(shí)到觸頭分離時(shí)的時(shí)間間隔。因?yàn)檫@個(gè)間隔時(shí)間反映了超程的大小。

3 電氣成套設(shè)備中三角形變壓器的應(yīng)用

配電變壓器設(shè)備中，以前用的都是鐵心結(jié)構(gòu)，并且是按平面的順序排列的。這樣由硅鋼片疊在一起行成的結(jié)構(gòu)，因?yàn)殍F心與鐵心之間有縫隙，所以電磁通過是的阻力比較大，這樣會(huì)使空載時(shí)的電流很大，電損很高，運(yùn)行時(shí)還會(huì)產(chǎn)生噪音。近些年我國又推廣過一種S11型卷鐵心配電變壓器，由硅鋼片直接帶材連接卷繞而成的鐵心，拼接時(shí)無縫隙，改善了它的導(dǎo)磁性能，所以減小了變壓器空載時(shí)的電流，同時(shí)電損和運(yùn)行時(shí)噪聲也大大降低，是當(dāng)時(shí)我國比較節(jié)能的新型變壓器。現(xiàn)在我國又有了三角形卷鐵心高效節(jié)能變壓器。這是最新發(fā)明的變壓器，它不再是以前變壓器的平面搭接模式，用三個(gè)相同的半圓形鐵心框組合而成的先進(jìn)的三相變壓器鐵心，完全均衡了三相變壓器鐵心的磁路，并使磁路大大縮短，增高了磁路填充系統(tǒng)，避免了鐵心的接縫，并且把不同鐵心之間磁力線不能自由溝通的難關(guān)通過采用創(chuàng)新的專利技術(shù)也攻克了。

4 總結(jié)

電氣成套設(shè)備的運(yùn)用是所有用電設(shè)備的發(fā)展趨勢，其發(fā)展進(jìn)步體現(xiàn)了科技的進(jìn)步！

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉常生.低壓成套開關(guān)設(shè)CCC認(rèn)證企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人知識(shí)讀本.中國質(zhì)量認(rèn)證中心組編.

[2] 陳德桂，交流接觸器通斷過程的智能操作，低壓電器，2002 （4）.

作者簡介：王福高（1979-），男，漢族，安徽阜陽人，專科，電氣工程師，研究方向：電力電器。