近年來,城市工業用電、商業用電、居民用電、城鎮乃至鄉村用電大幅度增加,據有關資料,城市居民區用電量約增加5倍,而且有繼續增長的趨勢,商業和賓館建筑用電負荷更大,據統計,現在一座高層建筑的用電負荷可達到8～10 MW,甚至20 MW,因而提高變壓器容量勢在必行,為此還需要發展大容量、高性能的新型低壓開關設備.另一方面環網供電方式的增加使故障點短路電流相應增大,因此,需要具有高分斷能力的低壓開關設備,而隨著供電可靠性和配電自動化的發展,相應地就要求低壓開關具備遙控、遙測、遙信、遙調的“四遙”功能,且可靠性和安全性要高.
3．3．1 低壓框架式斷路器
我國20世紀80年代末、90年代初以來,引進發展了幾種新型斷路器,其中比較典型的是AE型(三菱公司生產)、AH型(寺崎公司生產)、3 WE型(西門子公司生產)、ME型(AEG公司生產)和DW15型(國產)等斷路器.90年代我國發展了DW45型斷路器,在智能化方面,國內也發展了幾種智能裝置,其中比較有代表性的是江蘇某廠生產的智能裝置,已國產化的AE型開關及國產DW45型開關都配有這種智能裝置.
目前,廣州南洋電器廠生產的AE型開關是20世紀80年代中引進三菱公司技術生產的產品,引進技術之后經過國產化并自行發展,已能做到額定電流3 200 A,額定短路開斷電流65 kA,配上我國自行開發的智能化裝置,構成了可與計算機實現雙向通信的智能型框架式斷路器,處于國內先進水平.
3．3．2 低壓真空斷路器
采用真空滅弧方式的斷路器,目前多數用在中壓領域,由于真空滅弧方式將電弧密封在真空泡內,不外露,主觸頭無需維修,壽命長,使用安全可靠,操作機構相對簡單,鑒于這些優點,現在發展到將真空滅弧室使用在低壓領域.廣州南洋電器廠與上海電力科學研究所等單位現在已聯合開發了低壓真空斷路器,額定電流1 600 A,額定短路開斷電流50 kA,短路開斷次數20次,而且采用智能化脫扣器,可與計算機實現雙向通信.這種低壓真空斷路器,可使用在環境惡劣或要求較高的場合;當價格降低后,可在一般環境下使用,因其壽命長和安全可靠.
智能化可通信低壓電器是對當今用于配網自動化及其它對自動化要求較高的領域的一類低壓電器的總稱.其主要特點是:
a)產品自身帶有集控制、保護、測量功能于一體的微處理器;
b)產品帶有通信接口,能與現場總線連接;
c)產品采用標準化結構,具有互換性,內部可更換部件,采用模塊化結構,如觸頭滅弧系統、操作系統、脫扣器、框架和抽屜等,每個部分都成為一個完整的部件.
隨著城鄉電網改造的進一步深入,特別是隨著企業信息化的發展,智能化可通信低壓電器近兩年發展很快,不僅在工業用場所,而且在民用場所、民居場所也用得越來越多,它是低壓電器的發展方向.
3．4 配電自動化技術的發展及產品
3．4．1 配電自動化技術的基本概念
配電自動化是當今國際上發展很快的技術.為發展配電自動化,近年相關產品及技術又有了發展.配電自動化是指綜合運用計算機、自動控制、和現代通信等技術手段,對配電網進行智能化監控管理(如電網運行和運行計劃的管理和優化、用戶接口管理和控制等),使配電網始終處于安全、可靠、經濟、優質、高效的優運行狀態.配電自動化包含了配電系統自動化與配電線路自動化.
配電自動化的基礎和關鍵是配電線路自動化,它是指對配電線路的故障進行快速診斷,自動隔離,以減少故障停電范圍,恢復非故障段供電,提高供電可靠性.配電線路自動化的實現與輸、變、配電設備及開關設備有直接的關系.
3．4．2 配電線路自動化的模式配電線路自動化經歷了3個模式:
a)“重合器+分段器”模式,由自具功能的智能化開關就地切除與隔離故障,恢復完好區段供電,這一模式無需通信手段.
b)遠方監控自動化模式,在重合器、分段器或其它開關裝置上加裝遠方終端裝置(RTU)或饋線終端裝置(FTU),實行SCADA集中控制模式.切除故障恢復供電由開關與上位微機的通信來實現,這一模式可在更短的時間內恢復供電.
c)計算機配電自動化,將遠動控制主機與調度和變電所計算機自動化系統在線連接,實現配電系統的以“四遙”為特征的計算機實時監控.
關于配電線路自動化,國內近幾年幾種模式都有,FTU和RTU、開關柜的綜合繼電保護裝置(帶通信接口),以及重合器的智能重合控制器等產品都有面市.
3．4．3 現場總線技術
現場總線技術是當今自動化領域技術發展的熱點課題,備受國內外自動化設備制造商與用戶的關注,據稱現場總線技術的出現將帶來自動化領域的一場革命.
根據IEC的標準定義:現場總線技術指“安裝在制造和過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向串行傳輸、多點通信的數據總線稱為現場總線”.具體來說,現場總線技術是將專用的微處理器置入傳統的測量儀表和各個執行電器(開關等)內,使它們各自都具有數字和數字通信能力,采用雙絞線作為總線把多個測量控制儀表連接成網絡系統,并按公開、規范的通信協議,在位于現場的多個微機化測量控制設備之間以及現場儀表與遠程監控計算機之間,實現數據傳輸和信息交換,形成各種適應實際需要的自動化配電系統.
采用現場總線技術的優點是:
a)可以減少大量的隔離器件、端子和端子柜,以及I／O終端器件,這就大大節省了安裝空間和面積,并降低了故障率;
b)由于實現了全數字化,使系統的信號精度大大提高;
c)由于總線只是一根雙絞線電纜或光纖,這就減少了大量的電纜和敷設電纜所需的橋架等安裝材料,節省了費用;
d)實現徹底的分散控制,提高了系統的可靠性;
e)組態簡單,安裝、運行、維修方便.
現場總線技術在國外的迅速發展是20世紀80年代中的事情,在我國只是在近幾年才起步,處于選用國外流行的現場總線協議階段,隨著現場總線的發展,我們應大力開發可通信開關電器產品,使這樣的電器產品能與國際上流行的總線相連接,以構成總線控制系統.
4 結束語
我國電力工業的發展,帶動了輸、變、配電設備制造業,高、中、低壓開關及其成套設備制造業的發展,而后者的發展又提高了電力供應的水平,促進了電力工業的發展.可以預計,在我國電力供應仍然落后于發達國家的今天,我國的輸、變、配電設備制造業在當今及今后相當長的一段時間,仍會有相當大的發展空間.擺在輸、變、配電設備制造業和開關行業制造廠家面前的問題是:如何生產高技術含量、高質量水平的產品,滿足電力工業不斷發展的各種需要和服務.只有這樣,開關行業、開關設備制造企業才會生生不息,在市場競爭中立于不敗之地.
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