低壓控制與保護(hù)電器智能化技術(shù)分析

孔小麗

(泰州機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 泰州 225300)

在信息化、智能化高速發(fā)展的今天，智能電網(wǎng)的建設(shè)成為新的發(fā)展目標(biāo)。電器領(lǐng)域迎來了新的發(fā)展空間和機(jī)會，也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。低壓電器及其系統(tǒng)對于智能電網(wǎng)來說有著非常重要的作用，在配電和用電側(cè)有著傳輸、分配、控制、保護(hù)等功能。電器技術(shù)的發(fā)展如果不到位，就可能會制約智能電網(wǎng)的進(jìn)步。低壓電器屬于智能配用電系統(tǒng)的核心組成部分，在智能配用電系統(tǒng)的運(yùn)作中起著重要的作用。電器的智能化技術(shù)是現(xiàn)階段電器領(lǐng)域發(fā)展的主要方向，對相關(guān)行業(yè)有著較為明顯的影響，不斷進(jìn)行研究、實踐是必然的前進(jìn)步驟[1]。

1 智能電網(wǎng)

隨著時代技術(shù)的進(jìn)步，智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，向著智能化的方向發(fā)展，基于此，電網(wǎng)系統(tǒng)也更加完善，保障了社會的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前，信息通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測量技術(shù)等是最為先進(jìn)的技術(shù)手段，已運(yùn)用于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，并在高度集成之后，出現(xiàn)了新型的現(xiàn)代電網(wǎng)，也就是智能電網(wǎng)。實際上，電網(wǎng)規(guī)模的日漸擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)行和控制的過程愈加復(fù)雜，催生了能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)高效管理的基于智能化技術(shù)運(yùn)行的電網(wǎng)，這也是智能電網(wǎng)出現(xiàn)的前提。我國電網(wǎng)的智能化發(fā)展與世界發(fā)達(dá)國家的差距越來越小，為了使電網(wǎng)建設(shè)能夠有順應(yīng)時代的發(fā)展，相關(guān)部門確立了關(guān)于智能化電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo)，其主要內(nèi)容是：以特高壓電網(wǎng)作為發(fā)展的主體，各個地方的電網(wǎng)同步發(fā)展，將建成自動化、信息化的電網(wǎng)系統(tǒng)。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，建設(shè)信息平臺，對于整個電網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制，利用智能化、自動化的手段來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的技術(shù)，進(jìn)行電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電等工作步驟的調(diào)控，實現(xiàn)電力、信息、業(yè)務(wù)的集成一體化的發(fā)展[2]。

2 電器智能化技術(shù)

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(wǎng)中的電器指的是，在電網(wǎng)的實際運(yùn)行之中，承擔(dān)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(tǒng)和自動控制系統(tǒng)的電或非電對象的檢測、控制、保護(hù)、切換等功能。由此可知，電器的技術(shù)發(fā)展對于電力系統(tǒng)的運(yùn)作有著最為直接的影響。智能電網(wǎng)的建設(shè)，對電器有了新的要求，需要電器與各個部件、設(shè)備有更加緊密的聯(lián)系。在電力傳輸過程中，要實現(xiàn)能量之間的轉(zhuǎn)換優(yōu)化。為了使智能化的電網(wǎng)建設(shè)得更好，需要改變相應(yīng)的技術(shù)，所以，智能化的電器技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，成為了電器領(lǐng)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(tǒng)。智能電器系統(tǒng)技術(shù)屬于智能配用電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，在智能電網(wǎng)的實際中，智能電器系統(tǒng)的作用是使電網(wǎng)可以有“主動”的性質(zhì)，對自身一系列的運(yùn)作行為進(jìn)行控制、調(diào)整。電網(wǎng)可以根據(jù)實際運(yùn)行情況完善自身，最終達(dá)到安全、高效的運(yùn)行目標(biāo)[3]。

3 低壓控制電器智能化技術(shù)

3.1 交流接觸器智能控制技術(shù)

普通的交流接觸器吸合過程和分?jǐn)噙^程是不能控制的，這不符合智能電網(wǎng)的要求，所以，要使交流接觸器對其運(yùn)行進(jìn)行智能動態(tài)的控制，實現(xiàn)這個過程的技術(shù)被稱為交流接觸器智能控制技術(shù)。交流接觸器智能動態(tài)控制技術(shù)涉及四個方面：第一，要有一個動態(tài)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(tài)優(yōu)化控制過程中，交流接觸器在完成相關(guān)的自適應(yīng)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(biāo)，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(shù)在運(yùn)行過程中的應(yīng)用。該技術(shù)可以檢測交流接觸器的狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)的故障診斷等。第三，零電流的分?jǐn)嗫刂萍夹g(shù)以及相應(yīng)的無弧通斷技術(shù)。這些技術(shù)應(yīng)用于交流接觸器的開斷過程，如果電流過零點(diǎn)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(dá)零點(diǎn)的時候進(jìn)行開斷，去除電弧。三相零電流分?jǐn)嗟慕Y(jié)構(gòu)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(yùn)用一些方法處理機(jī)械機(jī)構(gòu)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(shù)可以發(fā)揮和主控計算機(jī)雙向通信的功能，使其融入低壓電器系統(tǒng)運(yùn)作[4]。

圖1 三相零電流分?jǐn)嗖ㄐ螆DFig.1 Oscillogram of three phase zero current break

3.2 直流接觸器智能控制技術(shù)

由于直流電流不會過零點(diǎn)，那么直流接觸器在進(jìn)行分?jǐn)噙^程時，就會出現(xiàn)非常嚴(yán)重的電弧現(xiàn)象。所以，直流接觸器智能控制的重點(diǎn)是使分?jǐn)噙^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(shù)以及鐵心“微撞擊能量”的直流控制電器全過程智能動態(tài)技術(shù)[5]。

3.3 繼電器電子控制技術(shù)和智能無功補(bǔ)償控制技術(shù)

繼電器需要在交流接觸器智能控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行基于磁保持繼電器的電子控制技術(shù)的開發(fā)，拓展其運(yùn)用范圍。要想進(jìn)行有效的技術(shù)開發(fā)，就必須展開對多種多樣運(yùn)行狀態(tài)下的仿真研究，基于相應(yīng)軟件仿真的同時，把架構(gòu)智能化的無功補(bǔ)償集成控制裝置作為目標(biāo)，其核心是復(fù)合開關(guān)，應(yīng)具有結(jié)構(gòu)一體化的特點(diǎn)，以達(dá)成電容器沒有涌流以及電弧投切的設(shè)計目標(biāo)[6]。

4 低壓保護(hù)電器智能化技術(shù)

要實現(xiàn)短路故障智能保護(hù)，短路故障早期檢測技術(shù)尤為重要，可以使用小波對信號進(jìn)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(xiàn)不同的短路狀況，會因為相位的區(qū)別，使得短路電流的形態(tài)有不同變化，但是如果以小波變換及相關(guān)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)作為基礎(chǔ)，對低壓配電系統(tǒng)的短路故障進(jìn)行早期檢測，可在最大程度上完成對電路系統(tǒng)短路故障的辨別，并完成相關(guān)的檢測[7]。

5 結(jié)語

對低壓控制與保護(hù)電器進(jìn)行智能化技術(shù)分析，可推動智能電網(wǎng)的建設(shè)，具有很高的應(yīng)用價值，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展。