低壓開關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
低壓開關(guān)的發(fā)展趨勢是高參數(shù)，大容量，多用途，智能化。
近年來,城市工業(yè)用電、商業(yè)用電、居民用電、城鎮(zhèn)乃至鄉(xiāng)村用電大幅度增加,據(jù)有關(guān)資料,城市居民區(qū)用電量約增加5倍,而且有繼續(xù)增長的趨勢,商業(yè)和賓館建筑用電負荷更大,據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)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(fā)展大容量、高性能的新型低壓開關(guān)設(shè)備.另一方面環(huán)網(wǎng)供電方式的增加使故障點短路電流相應(yīng)增大,因此,需要具有高分斷能力的低壓開關(guān)設(shè)備,而隨著供電可靠性和配電自動化的發(fā)展,相應(yīng)地就要求低壓開關(guān)具備遙控、遙測、遙信、遙調(diào)的“四遙”功能,且可靠性和安全性要高.
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(fā)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(chǎn))、AH型(寺崎公司生產(chǎn))、3 WE型(西門子公司生產(chǎn))、ME型(AEG公司生產(chǎn))和DW15型(國產(chǎn))等斷路器.90年代我國發(fā)展了DW45型斷路器,在智能化方面,國內(nèi)也發(fā)展了幾種智能裝置,其中比較有代表性的是江蘇某廠生產(chǎn)的智能裝置,已國產(chǎn)化的AE型開關(guān)及國產(chǎn)DW45型開關(guān)都配有這種智能裝置.
目前,廣州南洋電器廠生產(chǎn)的AE型開關(guān)是20世紀80年代中引進三菱公司技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品,引進技術(shù)之后經(jīng)過國產(chǎn)化并自行發(fā)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(fā)的智能化裝置,構(gòu)成了可與計算機實現(xiàn)雙向通信的智能型框架式斷路器,處于國內(nèi)先進水平.
2、 低壓真空斷路器
采用真空滅弧方式的斷路器,目前多數(shù)用在中壓領(lǐng)域,由于真空滅弧方式將電弧密封在真空泡內(nèi),不外露,主觸頭無需維修,壽命長,使用安全可靠,操作機構(gòu)相對簡單,鑒于這些優(yōu)點,現(xiàn)在發(fā)展到將真空滅弧室使用在低壓領(lǐng)域.廣州南洋電器廠與上海電力科學(xué)研究所等單位現(xiàn)在已聯(lián)合開發(fā)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(shù)20次,而且采用智能化脫扣器,可與計算機實現(xiàn)雙向通信.這種低壓真空斷路器,可使用在環(huán)境惡劣或要求較高的場合;當價格降低后,可在一般環(huán)境下使用,因其壽命長和安全可靠.
3、 智能化可通信低壓電器
智能化可通信低壓電器是對當今用于配網(wǎng)自動化及其它對自動化要求較高的領(lǐng)域的一類低壓電器的總稱.其主要特點是:
a)產(chǎn)品自身帶有集控制、保護、測量功能于一體的微處理器;
b)產(chǎn)品帶有通信接口,能與現(xiàn)場總線連接;
c)產(chǎn)品采用標準化結(jié)構(gòu),具有互換性,內(nèi)部可更換部件,采用模塊化結(jié)構(gòu),如觸頭滅弧系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、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(xiāng)電網(wǎng)改造的進一步深入,特別是隨著企業(yè)信息化的發(fā)展,智能化可通信低壓電器近兩年發(fā)展很快,不僅在工業(yè)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(fā)展方向.
二、 配電自動化技術(shù)的發(fā)展及產(chǎn)品
1、 配電自動化技術(shù)的基本概念
配電自動化是當今國際上發(fā)展很快的技術(shù).為發(fā)展配電自動化,近年相關(guān)產(chǎn)品及技術(shù)又有了發(fā)展.配電自動化是指綜合運用計算機、自動控制、和現(xiàn)代通信等技術(shù)手段,對配電網(wǎng)進行智能化監(jiān)控管理(如電網(wǎng)運行和運行計劃的管理和優(yōu)化、用戶接口管理和控制等),使配電網(wǎng)始終處于安全、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)、高效的最優(yōu)運行狀態(tài).配電自動化包含了配電系統(tǒng)自動化與配電線路自動化.
配電自動化的基礎(chǔ)和關(guān)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(fù)非故障段供電,提高供電可靠性.配電線路自動化的實現(xiàn)與輸、變、配電設(shè)備及開關(guān)設(shè)備有直接的關(guān)系.
2、 配電線路自動化的模式配電線路自動化經(jīng)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(guān)就地切除與隔離故障,恢復(fù)完好區(qū)段供電,這一模式無需通信手段.
b)遠方監(jiān)控自動化模式,在重合器、分段器或其它開關(guān)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(fù)供電由開關(guān)與上位微機的通信來實現(xiàn),這一模式可在更短的時間內(nèi)恢復(fù)供電.
c)計算機配電自動化,將遠動控制主機與調(diào)度和變電所計算機自動化系統(tǒng)在線連接,實現(xiàn)配電系統(tǒng)的以“四遙”為特征的計算機實時監(jiān)控.
關(guān)于配電線路自動化,國內(nèi)近幾年幾種模式都有,FTU和RTU、開關(guān)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(chǎn)品都有面市.
3、現(xiàn)場總線技術(shù)
現(xiàn)場總線技術(shù)是當今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點課題,備受國內(nèi)外自動化設(shè)備制造商與用戶的關(guān)注,據(jù)稱現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)將帶來自動化領(lǐng)域的一場革命.
根據(jù)IEC的標準定義:現(xiàn)場總線技術(shù)指“安裝在制造和過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、雙向串行傳輸、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線”.具體來說,現(xiàn)場總線技術(shù)是將專用的微處理器置入傳統(tǒng)的測量儀表和各個執(zhí)行電器(開關(guān)等)內(nèi),使它們各自都具有數(shù)字和數(shù)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(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議,在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換,形成各種適應(yīng)實際需要的自動化配電系統(tǒng).
采用現(xiàn)場總線技術(shù)的優(yōu)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(jié)省了安裝空間和面積,并降低了故障率;
b)由于實現(xiàn)了全數(shù)字化,使系統(tǒng)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(shè)電纜所需的橋架等安裝材料,節(jié)省了費用;
d)實現(xiàn)徹底的分散控制,提高了系統(tǒng)的可靠性;
e)組態(tài)簡單,安裝、運行、維修方便.
現(xiàn)場總線技術(shù)在國外的迅速發(fā)展是20世紀80年代中的事情,在我國只是在最近幾年才起步,處于選用國外流行的現(xiàn)場總線協(xié)議階段,隨著現(xiàn)場總線的發(fā)展,我們應(yīng)大力開發(fā)可通信開關(guān)電器產(chǎn)品,使這樣的電器產(chǎn)品能與國際上流行的總線相連接,以構(gòu)成總線控制系統(tǒng).
結(jié)束語
我國電力工業(yè)的發(fā)展,帶動了輸、變、配電設(shè)備制造業(yè),高、中、低壓開關(guān)及其成套設(shè)備制造業(yè)的發(fā)展,而后者的發(fā)展又提高了電力供應(yīng)的水平,促進了電力工業(yè)的發(fā)展.可以預(yù)計,在我國電力供應(yīng)仍然落后于發(fā)達國家的今天,我國的輸、變、配電設(shè)備制造業(yè)在當今及今后相當長的一段時間,仍會有相當大的發(fā)展空間.擺在輸、變、配電設(shè)備制造業(yè)和開關(guān)行業(yè)制造廠家面前的問題是:如何生產(chǎn)高技術(shù)含量、高質(zhì)量水平的產(chǎn)品,滿足電力工業(yè)不斷發(fā)展的各種需要和服務(wù).只有這樣,開關(guān)行業(yè)、開關(guān)設(shè)備制造企業(yè)才會生生不息,在市場競爭中立于不敗之地.