低壓控制與保護電器智能化技術分析

孔小麗

(泰州機電高等職業技術學校，江蘇 泰州 225300)

在信息化、智能化高速發展的今天，智能電網的建設成為新的發展目標。電器領域迎來了新的發展空間和機會，也面臨著巨大的挑戰。低壓電器及其系統對于智能電網來說有著非常重要的作用，在配電和用電側有著傳輸、分配、控制、保護等功能。電器技術的發展如果不到位，就可能會制約智能電網的進步。低壓電器屬于智能配用電系統的核心組成部分，在智能配用電系統的運作中起著重要的作用。電器的智能化技術是現階段電器領域發展的主要方向，對相關行業有著較為明顯的影響，不斷進行研究、實踐是必然的前進步驟[1]。

1 智能電網

隨著時代技術的進步，智能電網應運而生，向著智能化的方向發展，基于此，電網系統也更加完善，保障了社會的正常運轉。目前，信息通信技術、自動控制技術、傳感測量技術等是最為先進的技術手段，已運用于電網基礎設施，并在高度集成之后，出現了新型的現代電網，也就是智能電網。實際上，電網規模的日漸擴大，電網運行和控制的過程愈加復雜，催生了能夠實現電網高效管理的基于智能化技術運行的電網，這也是智能電網出現的前提。我國電網的智能化發展與世界發達國家的差距越來越小，為了使電網建設能夠有順應時代的發展，相關部門確立了關于智能化電網的建設目標，其主要內容是：以特高壓電網作為發展的主體，各個地方的電網同步發展，將建成自動化、信息化的電網系統。利用計算機網絡技術為依托，建設信息平臺，對于整個電網進行聯網控制，利用智能化、自動化的手段來代替傳統的技術，進行電力系統的發電、輸電、變電、配電等工作步驟的調控，實現電力、信息、業務的集成一體化的發展[2]。

2 電器智能化技術

電器這個概念不是我們理解的日常生活中使用的家用電器，智能電網中的電器指的是，在電網的實際運行之中，承擔著電力資源的傳輸、分配和管理功能的部件，它能夠完成電力系統和自動控制系統的電或非電對象的檢測、控制、保護、切換等功能。由此可知，電器的技術發展對于電力系統的運作有著最為直接的影響。智能電網的建設，對電器有了新的要求，需要電器與各個部件、設備有更加緊密的聯系。在電力傳輸過程中，要實現能量之間的轉換優化。為了使智能化的電網建設得更好，需要改變相應的技術，所以，智能化的電器技術應運而生，成為了電器領域重要的研究方向。智能電器可以分成兩類：一是智能電器器件，二是智能電器系統。智能電器系統技術屬于智能配用電系統的關鍵技術，在智能電網的實際中，智能電器系統的作用是使電網可以有“主動”的性質，對自身一系列的運作行為進行控制、調整。電網可以根據實際運行情況完善自身，最終達到安全、高效的運行目標[3]。

3 低壓控制電器智能化技術

3.1 交流接觸器智能控制技術

普通的交流接觸器吸合過程和分斷過程是不能控制的，這不符合智能電網的要求，所以，要使交流接觸器對其運行進行智能動態的控制，實現這個過程的技術被稱為交流接觸器智能控制技術。交流接觸器智能動態控制技術涉及四個方面：第一，要有一個動態的控制，這主要的是針對于最佳的吸合過程來說，在實際的動態優化控制過程中，交流接觸器在完成相關的自適應的吸合過程時，可以在最大程度之上降低鐵心撞擊的能量，完成鐵心較小撞擊能量消耗的目標，且能夠在一定程度上去除觸頭的一、二次彈跳，提升了部件的工作壽命和安全性。第二，控制技術在運行過程中的應用。該技術可以檢測交流接觸器的狀態并進行相應的故障診斷等。第三，零電流的分斷控制技術以及相應的無弧通斷技術。這些技術應用于交流接觸器的開斷過程，如果電流過零點時電弧是不存在的，那么就可以使三相的觸頭在電流將要到達零點的時候進行開斷，去除電弧。三相零電流分斷的結構形式主要有兩種：一個是三相觸頭不同步智能控制交流接觸器。另一個是分相式智能控制交流接觸器，能夠運用一些方法處理機械機構動作分散性的問題。第四，通信功能。交流接觸器智能控制技術可以發揮和主控計算機雙向通信的功能，使其融入低壓電器系統運作[4]。

圖1 三相零電流分斷波形圖Fig.1 Oscillogram of three phase zero current break

3.2 直流接觸器智能控制技術

由于直流電流不會過零點，那么直流接觸器在進行分斷過程時，就會出現非常嚴重的電弧現象。所以，直流接觸器智能控制的重點是使分斷過程少弧或是無弧，解決這個問題的方式是智能通斷控制技術以及鐵心“微撞擊能量”的直流控制電器全過程智能動態技術[5]。

3.3 繼電器電子控制技術和智能無功補償控制技術

繼電器需要在交流接觸器智能控制技術的基礎上，進行基于磁保持繼電器的電子控制技術的開發，拓展其運用范圍。要想進行有效的技術開發，就必須展開對多種多樣運行狀態下的仿真研究，基于相應軟件仿真的同時，把架構智能化的無功補償集成控制裝置作為目標，其核心是復合開關，應具有結構一體化的特點，以達成電容器沒有涌流以及電弧投切的設計目標[6]。

4 低壓保護電器智能化技術

要實現短路故障智能保護，短路故障早期檢測技術尤為重要，可以使用小波對信號進行變換，同時使用易去除脈沖干擾的非線性濾波器，盡管會出現不同的短路狀況，會因為相位的區別，使得短路電流的形態有不同變化，但是如果以小波變換及相關數學形態學作為基礎，對低壓配電系統的短路故障進行早期檢測，可在最大程度上完成對電路系統短路故障的辨別，并完成相關的檢測[7]。

5 結語

對低壓控制與保護電器進行智能化技術分析，可推動智能電網的建設，具有很高的應用價值，促進電網系統的發展。