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電力系統(tǒng)的低壓斷路器自動化與智能化分析
泰州技師學院 董欣 2014/3/26 21:22:58
摘要：隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，我國供電系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，我國供電企業(yè)對電網(wǎng)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求越來越高，這就對我國目前的電力系統(tǒng)的自動化、智能化程度要求越來越高。實際電力網(wǎng)絡運行中，低壓斷路器是發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)中最為重要的電子控制元件之一。本文主要分析了我國低壓斷路器行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，進而分析了我國電力系統(tǒng)斷路器自動化與智能化應用情況。
關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；自動化；智能化；安全防護
1 我國低壓斷路器行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
隨著我國電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，使得對供電線路的安全性和穩(wěn)定性要求越來越高，進而出現(xiàn)了各種功能的自動化、智能化電力系統(tǒng)保護裝置，并且得到了電力企業(yè)的廣泛應用，取得了很好的效果。這些智能化的保護裝置主要基于電路上的電流或功率超過一定的限度時，自動切斷電源來達到保護下級負載及供電線路的目的。低壓斷路器是電力系統(tǒng)中最重要的開關(guān)電器設備之一，主要用于線路的接通、分斷和對系統(tǒng)中各種故障進行保護，從其性能、功用、適用性這幾個方面來區(qū)分，大致可分為萬能式低壓斷路器和塑殼式低壓斷路器。智能式低壓斷路器即智能控制器更為精確、及時，故在電力系統(tǒng)上得到了廣泛的應用。
隨著用電系統(tǒng)的規(guī)模和等級不斷擴大，電力網(wǎng)絡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運行方式日趨復雜，傳統(tǒng)的低壓斷路器的簡單功能已無法滿足系統(tǒng)的可靠性、安全性和實時性要求。為了改進傳統(tǒng)低壓斷路器的缺陷，滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)網(wǎng)絡的需求，各大電力設備制造企業(yè)設計出來以專用集成電路為基礎的智能型低壓斷路器。這種斷路器器較電磁式斷路器器具有功耗低、重量輕、體積小等優(yōu)點，易于構(gòu)成較復雜的保護裝置，但抗干擾能力差，電子元件的質(zhì)量，焊接的效果將直接影響到裝置的動作特性和可靠性。
當前，智能化已是低壓斷路器的一個重要發(fā)展方向。智能型斷路器的“大腦”，即斷路器內(nèi)的智能控制器，采用微處理器為核心，具有顯示、三段保護、試驗、負載監(jiān)控、故障診斷等功能。為了滿足市場需求及提高產(chǎn)品競爭力，要求智能化控制器性能優(yōu)良、價格合理、保護功能完善。為了提高斷路器工作的可靠性，完善保護功能，降低功耗，節(jié)約能源，斷路器的保護由電子式向數(shù)字智能化的方向發(fā)展。隨著計算機、微處理器、光纖傳導技術(shù)、傳感器技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)的迅速發(fā)展和應用，出現(xiàn)了帶微處理器的智能控制電器，使得斷路器的智能化得以實現(xiàn)。智能型斷路器不僅能夠提供傳統(tǒng)斷路器的各種保護和控制功能，還具有保護的多樣性和可選擇性：能夠?qū)崟r顯示電路中的各種參數(shù)(電流、電壓、功率、功率因數(shù)、觸頭磨損率、不平衡率等)，也可以設定和修改各種保護功能的動作參數(shù)。保護電路動作時的故障參數(shù)，可以存儲在非易失性存儲器中以便查詢。若干個智能斷路器通過網(wǎng)絡可組成智能配電系統(tǒng)，實現(xiàn)遙測、遙控和遙調(diào)等功能。
2智能斷路器的功能特點及發(fā)展現(xiàn)狀
智能型低壓斷路器的主要特點是在傳統(tǒng)的斷路器基礎上充分應用了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡通訊等新技術(shù)，具有較高的性能和可靠性。其主要功能特點表現(xiàn)如下：
(1) 保護功能多樣化
傳統(tǒng)斷路器普遍采用雙金屬片熱繼電器作為過載保護，甩電磁快速脫扣器作為短路保護來構(gòu)成長延時、瞬動兩段保護，實現(xiàn)保護功能的一體化較難。智能型斷路器除了可同時具備長延時、短延時、瞬動的三段保護外，還具有斷相、不平衡保護、接地保護、漏電保護和負載監(jiān)控、溫度檢測、預報警等功能，而且可做到一種保護功能多種保護。脫扣具有數(shù)字量脫扣和模擬量脫扣兩種脫扣方式，提高了系統(tǒng)的可靠性。
(2) 選擇性強
智能型斷路器由于采用微處理器，慣性小、速度快，其保護的選擇性、靈活性及重復誤差都很好，加之它的各種保護功能和特性可以寬范圍調(diào)節(jié)，因此可任意選擇動作特性和保護功能，實現(xiàn)級聯(lián)保護協(xié)調(diào)，實施區(qū)域選擇性聯(lián)鎖和良好的級間協(xié)調(diào)配合。
(3) 人機界面和通訊功能
智能型斷路器具有良好的人機界面，既能從操作者那里得到各種控制命令和控制參數(shù)(通過鍵盤、開關(guān)、按鈕等實現(xiàn))，又能通過連續(xù)巡回檢測對各種保護特性、運行參數(shù)、故障信息等進行直觀顯示(通過信號燈、數(shù)碼管等實現(xiàn))，還可與上位機聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)雙相通訊，實施遙測、遙信、遙控和遙調(diào)。人機對話功能強，操作人員易于掌握，有利于避免誤動作的發(fā)生。
(4) 顯示和記憶功能
智能型斷路器能顯示三相電壓、電流、功率因數(shù)、頻率、有功功率、動作時間、分斷次數(shù)以及預示壽命等，能將故障信息儲存，如故障類型，故障電流值，動作時間，故障時間等，有助于工作人員做出正確的分析和判斷，減少線路維修時間。
(5) 故障自診斷、預警與試驗功能
智能型斷路器可對構(gòu)成斷路器的電子元器件的工作狀態(tài)進行自診斷，如觸頭磨損率、CT斷線（未完，下一頁）
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