論智能化電器和智能化開關(guān)柜現(xiàn)狀與發(fā)展

高金茹+龐曉靜

摘 要：智能化電器和智能化開關(guān)柜都屬于新型電子產(chǎn)品，都是在計算機技術(shù)、感應(yīng)器技術(shù)、數(shù)據(jù)方面的處理技術(shù)之上發(fā)展起來的。本篇文章開篇就歸納了智能化電器和智能化開關(guān)柜的概念，其次闡述了對智能化電器一些方面的個人觀點，并介紹了目前為止的研究成果和今后的發(fā)展方向。

關(guān)健詞：智能化電器；智能化開關(guān)柜；特點；發(fā)展趨勢

文中從網(wǎng)絡(luò)化的角度出發(fā)提出今后以智能化電器構(gòu)成的現(xiàn)代電力網(wǎng)將由電能傳輸和控制監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓷l通道構(gòu)成，智能化電器將對電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行產(chǎn)生極大的影響。

1 智能化電器和智能化開關(guān)柜的概況

電器設(shè)備在電力工業(yè)還是工農(nóng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都具有重要作用。開關(guān)設(shè)備主要工作形態(tài)在開關(guān)柜中，其中電網(wǎng)要保持在35kV以下。開關(guān)柜屬于有所電器的結(jié)合，主要是以控制電器運作開關(guān)為主。因此許多的業(yè)界人士把注意力轉(zhuǎn)移在智能化開關(guān)柜上。它與計算機技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、控制理論、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）、電力電子技術(shù)等的發(fā)展密切相關(guān)?，F(xiàn)在還無法對其準確定義，而我國科學家正加緊對其進行研發(fā)。

開關(guān)柜自身雖已實現(xiàn)智能化開關(guān)柜的要求，而單靠人力是無法做到的，我們必須借助計算機技術(shù)，通過自我感知、學習、大腦的記憶等手段來適應(yīng)計算機技術(shù)，以最有效的方法來提高開關(guān)柜等最佳性能指數(shù)。

2 智能電器和智能化開關(guān)柜的特點

智能電器和智能化開關(guān)柜的特點是常規(guī)電器難以實現(xiàn)的，其主要靠先進技術(shù)來制作。

2.1 功能集成化、數(shù)字化

老式傳統(tǒng)的開關(guān)柜主要依靠電磁式機械結(jié)構(gòu)來運作，但在功能方面受到一定限制，無法適應(yīng)當今社會對電網(wǎng)發(fā)展的需求。引進的計算機技術(shù)有著老式產(chǎn)品無法比擬的優(yōu)越性。新型智能化開關(guān)柜將計量、通信、保護等功能集合起來應(yīng)用于計算機中，能輕易地代替老式電器的同時提高效率。

數(shù)字化技術(shù)制作的電器最大的特點是準確可靠，這種新型產(chǎn)品不會因為溫度和電壓不穩(wěn)定而出現(xiàn)狀況，也不會因為元器件的不同出現(xiàn)差異，因此數(shù)字化這種技術(shù)能夠確保電器功能并使其更加精準可靠。

2.2 設(shè)計簡單、維護方便

智能化單元是集計量、保護、通信、控制等所有功能于一體，當將智能化單元安裝在開關(guān)柜上時，其中的設(shè)計和連線的工作基本都可以忽略，使用者只需要將電壓、電流信號、出口控制信號和斷路器位置信號等少量電纜與開關(guān)柜連接在一起，就能夠快速完成布線工作，保證開關(guān)柜的正常運行。其余的各項功能可以通過軟件在操作實現(xiàn)，在簡化了單元維護和校檢的同時也為工作人員帶來便捷。

2.3 可靠性增加

智能化電器與傳統(tǒng)電氣相比較而言更具有可靠性，主要通過以下三種體現(xiàn)：（1）功能一體化，系統(tǒng)簡化，可能故障點減少；（2）自檢、自診斷功能的實現(xiàn)；（3）檢測信息的增加，利用多種傳感器和控制器，對開關(guān)柜內(nèi)的電、磁、熱、機械、運動等各種物理現(xiàn)象與過程實施在線檢測和優(yōu)化控制，診斷其工作狀態(tài)。

2.4 系統(tǒng)分散化、網(wǎng)絡(luò)化

將每一開關(guān)柜智能單元的通信接口與值班員計算機相連，就可以構(gòu)成變電站綜合自動化系統(tǒng)。綜合自動化系統(tǒng)的組成形式經(jīng)過了集中控制式、功能分布式、面向?qū)ο蠓植际胶兔嫦驅(qū)ο蟮默F(xiàn)場總線分布式的發(fā)展過程。

3 智能化電器的研究和發(fā)展方向

3.1 前置各智能化單元

3.1.1 引入現(xiàn)代控制理論

模糊控制技術(shù)在電器方面的應(yīng)用：電器的電流控制設(shè)備和供電系統(tǒng)、機器本身的工作性能以及狀態(tài)都是利用模糊控制技術(shù)完成的。自適應(yīng)及控制技術(shù)在電器方面的應(yīng)用：電動機的自適應(yīng)保護系統(tǒng)；變電站由于運作方式的不斷變化使得其保護定值的自適應(yīng)修正。

3.1.2 開發(fā)專用集成電路

目前在國內(nèi)研制和生產(chǎn)的電子產(chǎn)品中，其智能單元多采用的是CPU，但由于這種技術(shù)無法為專業(yè)程度高的電子產(chǎn)品服務(wù)，導(dǎo)致許多新型控制方法與保護算法無法實現(xiàn)。我國現(xiàn)在應(yīng)該著重開發(fā)屬于獨立芯片和模塊，建立獨立知識產(chǎn)權(quán)，并且加大推廣力度。開發(fā)專用的集成電路，形成我國獨特的電器模式，推動新型智能化電器發(fā)展和進步。

3.2 重視網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)

目前被漢化的優(yōu)秀軟件微乎其微，人力和機器銜接環(huán)節(jié)薄弱是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的重要原因之一，應(yīng)該將硬件與軟件相結(jié)合，取其精華去其糟粕，統(tǒng)一制作標準，分工細致優(yōu)化。

3.3 配套與相關(guān)原件的研究和性能提高

在開發(fā)新品的過程中，我們要對開關(guān)柜中非電量的檢測進行充分探究，同時還要在線檢測開關(guān)的各個性能，以此來避免“智能化開關(guān)柜”中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題。

3.4 抗干擾設(shè)計

抗干擾設(shè)計又名為EMC，其最大的優(yōu)勢之一就是能夠提高智能產(chǎn)品的電磁兼容性，這種抗干擾能力在實際應(yīng)用中具有重要作用，在EMC方面，老式的各類電子產(chǎn)品對EMC要求很低，且管理不當，近年來，國家不斷提高對該設(shè)計工作的重視程度，著重強調(diào)了EMC在各類新型電器的制作標準上容易出現(xiàn)的問題。并通過提高抗干擾設(shè)計的質(zhì)量確保高智能化電器和智能化開關(guān)柜對電磁環(huán)境復(fù)雜性的適應(yīng)性。

4 智能化電器和智能化開關(guān)柜的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我們國家在電子產(chǎn)品設(shè)計與應(yīng)用方面同國外差距并不大，有許多優(yōu)勢可利用。若電器技術(shù)人員與電子技術(shù)人員相互結(jié)合，是能夠開發(fā)出適合中國國情并符合中國標準與運行管理模式的優(yōu)秀智能電器產(chǎn)品。在開發(fā)電器的工作中應(yīng)該注重網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，注重網(wǎng)絡(luò)的標準性和開放性，今后以智能化開關(guān)柜構(gòu)成的供電系統(tǒng)將由以一次設(shè)備組成的供電網(wǎng)和以智能化控制器組成的通信控制網(wǎng)有機結(jié)合而成。注意機電結(jié)合，提高電器的機械特性和電性能，提高電器自身可靠性。

5 總結(jié)

通過本篇文章我們可以看出，我國的智能化電器和智能化開關(guān)柜與其它先進國家相比較而言存在一定差距，因此我國在電子產(chǎn)業(yè)方面較為落后。只有從技術(shù)入手才能提高電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高創(chuàng)新能力，深入市場調(diào)研，從而實現(xiàn)對新型智能化電器和智能化開關(guān)柜的創(chuàng)新研發(fā)，生產(chǎn)出屬于我國獨特的智能化機器和智能化開關(guān)柜。在研發(fā)過程中不斷克服困難、解決問題，為提高我國智能化產(chǎn)業(yè)和科技水平奠定基礎(chǔ)。

參考文獻

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