試論智能電器最新技術(shù)的研究與應(yīng)用

劉建明

摘 要：智能電器是一種具有感知、判斷、控制、執(zhí)行、保護功能的現(xiàn)代化電器用具，作為智能電網(wǎng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，智能電器的出現(xiàn)深刻改變了人們的生活方式，為人們提供了諸多便利。本文主要深入研究智能電器采用的現(xiàn)代化新技術(shù)，并探索智能電器的發(fā)展前景及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：智能電器；最新技術(shù)；研究；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.132

1 智能電器概述

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對電力能源的安全性要求越來越高，發(fā)展智能電網(wǎng)逐漸成為電力行業(yè)發(fā)展必然趨勢。智能電器是智能電網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它能將現(xiàn)代信息技術(shù)有效融合到傳統(tǒng)電器中，通過獲取、處理、利用和傳遞數(shù)字化信息，進而提升電器的安全性能，確保智能電網(wǎng)能高效、可靠地運行，全面提高電力系統(tǒng)的整體性能。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電器發(fā)展迅速，更融合了更多先進技術(shù)，以提升智能電器的使用性能，下文將進一步闡述我國智能電器采用的關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用。

2 智能電器現(xiàn)代化技術(shù)的研究

近年來，智能電器的設(shè)計不僅融合了電子技術(shù)、信息檢測技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、現(xiàn)場總線技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，還應(yīng)用了現(xiàn)代化新型技術(shù)，真正實現(xiàn)智能電器的高性能化、多功能化、數(shù)字化、電子化及網(wǎng)絡(luò)化功能。

2.1 智能電器應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

（1）電子技術(shù)。電子技術(shù)有助于電子器件對特定電路進行優(yōu)化設(shè)計，能有效解決電網(wǎng)電路在實際使用時產(chǎn)生的各種問題，因此，電子技術(shù)是智能電器的基礎(chǔ)技術(shù)，具體包括電子信息技術(shù)和電力電子技術(shù)。

（2）信息檢測技術(shù)。為全面檢測對象中含有的全部信息，對智能電器的運行情況有一個全面了解，同時采取相應(yīng)技術(shù)措施對電器進行定量分析，就是常用的智能電器檢測技術(shù)。由于智能電器需要長時間觀測各種類型的參數(shù)，實時分析電器的動態(tài)參數(shù)變化，因此，必須加強對智能電器的故障檢測和預(yù)防，并應(yīng)用計算機技術(shù)檢測、分析、處理、判斷所得信息，確保智能電器能安全可靠地運行工作。

（3）數(shù)字信號處理技術(shù)。數(shù)字信號處理技術(shù)是指利用數(shù)字信號處理的相關(guān)理論和軟硬件技術(shù)等實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的計算，該技術(shù)的核心處理技術(shù)主要包括數(shù)字濾波器技術(shù)、信息和信息分類技術(shù)、信號采集及分解技術(shù)等。

（4）現(xiàn)場總線技術(shù)?，F(xiàn)場總線技術(shù)是基于通信、控制、計算機技術(shù)發(fā)展起來的新型技術(shù)，它是目前我國電氣工程發(fā)展的主要應(yīng)用技術(shù)之一，同時也是電力電氣自動化發(fā)展的熱點內(nèi)容。現(xiàn)場總線技術(shù)具有開放共享的系統(tǒng)、智能化可操作的現(xiàn)場工作設(shè)備、能感知和適應(yīng)環(huán)境變化的功能等，因此，該技術(shù)能促進供配電系統(tǒng)朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向發(fā)展，提高智能電器的安全可靠性。

2.2 智能電器應(yīng)用的新技術(shù)

（1）新型電流傳感技術(shù)。電流測量是電器智能化發(fā)展的重要內(nèi)容，目前，我國在空心線圈、磁光學(xué)理論的基礎(chǔ)上已發(fā)展出空心線圈電流互感器和光學(xué)電流互感器，加強對智能電器的電能計量、系統(tǒng)檢測和分析。

①空心線圈電流互感器?？招木€圈電流互感器的組成結(jié)構(gòu)包括Rogowski線圈、數(shù)字采集設(shè)備和信息傳輸組件等，空心線圈能配合高精度分流器共同使用，同時測量直流電流和諧波電流，容易實現(xiàn)高低電位的隔離處理，目前被廣泛應(yīng)用于電力電網(wǎng)系統(tǒng)中。

②光學(xué)電流互感器。光學(xué)電流互感器的本質(zhì)是運用法拉第磁光效應(yīng)和薩格納克效應(yīng)的基本原理來檢測電流變化，當(dāng)前常用的類型是全光纖電流互感器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)監(jiān)測范圍廣、可同時實現(xiàn)電流測量和繼電保護的優(yōu)點，主要用于不同電壓等級的智能變電站建設(shè)中。

（2）混合式電力開斷技術(shù)。智能電網(wǎng)的本質(zhì)屬于互動系統(tǒng)，因此，智能電網(wǎng)應(yīng)對電力系統(tǒng)變化、用戶需求、環(huán)境改變等因素作出快速反應(yīng)，同時適應(yīng)改變，自動調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，要實現(xiàn)這一功能就離不開電力電子技術(shù)，該技術(shù)最常用于高壓直流開斷、短路電流限制等方面。

① 高壓直流開斷。直流斷路器是指高壓直流輸電系統(tǒng)、軌道交通牽引配電系統(tǒng)、電信設(shè)備配電系統(tǒng)等關(guān)鍵電力設(shè)備，其性能會對電力系統(tǒng)的運行安全性有重要影響。直流電流缺乏“自然過零點”條件，因此常常出現(xiàn)難以開斷的情況。

針對這種情況，目前常用的直流開斷技術(shù)主要有兩種表示形式：第一種是快速拉長電弧，使其在特定情況下不能持續(xù)，進而斷開電路；第二種是利用電容和電感組合成的振蕩電路，通過電容放電效應(yīng)產(chǎn)生電流零點，再運用傳統(tǒng)的交流開斷方式斷開電路

② 短路電流限制。采用有效的短路限流措施能提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，目前常用的是超導(dǎo)限流器和固態(tài)限流器技術(shù)。超導(dǎo)限流器可以在高電壓條件下穩(wěn)定運行，真正實現(xiàn)電流檢測、轉(zhuǎn)換、限流的一體化處理，能在幾毫秒內(nèi)迅速阻斷故障電流。固態(tài)故障限流器是具有快速反應(yīng)、拓撲結(jié)構(gòu)控制靈活特點的設(shè)備，它不僅可以在正常工作時調(diào)整線路電流，還能在故障時阻斷故障電流，主要用于柔性輸電情況。

3 智能電器的發(fā)展與應(yīng)用

就當(dāng)前智能電器的技術(shù)發(fā)展來看，智能電器必將朝著以下方向發(fā)展：

3.1 智能電器電子化

目前，半導(dǎo)體集成電路技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展迅猛，在這些技術(shù)的配合下，智能電器的控制功能也日益完善，因此，智能電器必然會從常規(guī)運行參數(shù)的智能化監(jiān)控方向，朝著監(jiān)測非參數(shù)等電子化方向發(fā)展。

3.2 智能電器智能化及通信化

智能電器的主要技術(shù)是微處理器技術(shù)，其本身具有本身的應(yīng)用軟件，確保在硬件條件不變的前提下，能自動調(diào)整和升級。若在智能電器中加設(shè)具有檢測通信、判斷、監(jiān)測等功能的芯片或電路，有助于將智能電器運行時的各種參數(shù)傳輸?shù)娇偩€，真正實現(xiàn)信息交流，實現(xiàn)智能電器與傳輸管理設(shè)備的智能化及通信化管理。

3.3 智能電器模塊化

模塊化結(jié)構(gòu)在產(chǎn)品設(shè)計與制造以及對市場適應(yīng)性等方面都具有明顯優(yōu)勢，它不僅可以簡化產(chǎn)品生產(chǎn)過程，還能擴展產(chǎn)品的功能，使產(chǎn)品的檢查維護更為便捷?；谀K化結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，將模塊化結(jié)構(gòu)應(yīng)用于智能電器設(shè)計中，必然能有效提升智能電器的綜合性能。

4 結(jié)束語

與傳統(tǒng)電器相比，智能電器在結(jié)構(gòu)組成、應(yīng)用技術(shù)、使用功能方面都具有明顯優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使智能電器的適用范圍日益廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能電器的設(shè)計中必然會融入更多現(xiàn)代化新技術(shù)，促使其性能不斷更新、充實和提升，為人們的生活提供更多的便利。

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