電器智能化技術(shù)

1 配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)
??????? 配電網(wǎng)的自動(dòng)化系統(tǒng)主要是應(yīng)用于現(xiàn)代化的“電子技術(shù)”、“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”、“計(jì)算機(jī)技術(shù)”和“通信技術(shù)”等，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、保護(hù)與控制。就一般情況里來(lái)說(shuō)，配電網(wǎng)自動(dòng)化包括配電網(wǎng)“SCADA”、“配電變電站自動(dòng)化”、“饋線自動(dòng)化”等幾個(gè)方面。
（1）配電自動(dòng)化其主要的工作原理是把整個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)配電網(wǎng)路經(jīng)過(guò)分段開(kāi)關(guān)將供電線路變?yōu)楠?dú)立的供電區(qū)域。一旦發(fā)生故障，能夠及時(shí)把故障區(qū)域開(kāi)關(guān)跳開(kāi)并進(jìn)行隔離。從而避免線路故障而導(dǎo)致整條線路的失電情況發(fā)生，減少停電的范圍，進(jìn)而保障供電的可靠性。
（2）當(dāng)前要實(shí)現(xiàn)配電的自動(dòng)化主要有以下方式。
第一種：在環(huán)形電纜的配電網(wǎng)絡(luò)里運(yùn)用重合器。進(jìn)而配合環(huán)網(wǎng)柜來(lái)實(shí)現(xiàn)配電的自動(dòng)化。
第二種：在輻射線路抑或是樹(shù)狀線路運(yùn)用重合器和分段器的方式。運(yùn)用這兩種方式不需要配置通道與主站系統(tǒng)，僅僅依靠重合器與分段器它自身的功能作用就能夠進(jìn)行故障的隔離與恢復(fù)供電，同時(shí)實(shí)施容易，且節(jié)省投資。
第三種：由沿城市的街道鋪設(shè)的架空絕緣的導(dǎo)線而構(gòu)成配電的網(wǎng)絡(luò)。這種方法是我國(guó)大多數(shù)城市普遍采用的方式。對(duì)于這種配電網(wǎng)絡(luò)，我們目前普遍采用的是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造而形成多環(huán)網(wǎng)這種配電自動(dòng)化的方式來(lái)進(jìn)行改造。
（3）配電自動(dòng)化的目的是保障配電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)性。降低損耗，同時(shí)快速處理電路的故障，并提供供電可靠性。因此要具有以下的條件。
① 進(jìn)行實(shí)時(shí)的系統(tǒng)監(jiān)控。要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每條線路的負(fù)荷運(yùn)行情況，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除不安全的因素，保證配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
② 依靠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能實(shí)施提醒用戶電表故障，從而防止偷電和竊電的行為發(fā)生，避免電量的損失。
③ 通訊系統(tǒng)務(wù)必可靠而高速率。
④ 同時(shí)要具備在室外惡劣的環(huán)境下對(duì)故障電流的識(shí)別，并完善故障的控制器，實(shí)現(xiàn)斷路器的遠(yuǎn)程操作。
⑤ 系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能務(wù)必及時(shí)的計(jì)算出線路的線損，從而保證線路運(yùn)行的最佳狀態(tài)。
⑥ 對(duì)系統(tǒng)的電量進(jìn)行控制與功率控制能夠促進(jìn)電費(fèi)的回收。
⑦ 主站系統(tǒng)的軟件功能完善，硬件上有足夠空間和處理速度，具備擴(kuò)充性和開(kāi)放性。

2 電器的智能化
??? 2.1 發(fā)展基礎(chǔ)
隨著當(dāng)前信息網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，“配電自動(dòng)化系統(tǒng)”已經(jīng)逐漸形成了一套智能化的監(jiān)控、運(yùn)行與保護(hù)的體系。而網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的快速發(fā)展使得用戶與設(shè)備擁有更大的開(kāi)放與兼容性。智能電器和中央計(jì)算機(jī)通過(guò)接口構(gòu)成自動(dòng)化的通訊網(wǎng)絡(luò)，這種通信連接方式能將工業(yè)控制上用的傳感器與執(zhí)行器，以及“限位開(kāi)關(guān)”、“光電傳感器”和“按鈕指示燈”等一些簡(jiǎn)單的控制元件得以從設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)，和用做主設(shè)備的控制型計(jì)算機(jī)或者可編程的邏輯控制（PLC）進(jìn)行通信。這使電器智能化進(jìn)入了信息電器的新時(shí)代。
2.2 智能化電器的功能要求
和傳統(tǒng)的電器不一樣，智能化的電器在一些傳統(tǒng)的電器的開(kāi)關(guān)上安裝了一個(gè)智能單元，它是智能化電器的核心部件，這一部件集測(cè)量、保護(hù)、控制、通信和在線檢測(cè)電氣本身等功能為一體。
（1）測(cè)量功能。具備對(duì)電量的測(cè)量以及對(duì)電能計(jì)量的功能，同時(shí)通過(guò)電子屏顯示出來(lái)，從而取代了傳統(tǒng)的測(cè)量與計(jì)量?jī)x器。
（2）運(yùn)用計(jì)算機(jī)保護(hù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電保護(hù)。
（3）智能電器的操控系統(tǒng)從安全性、可靠性和操作成本來(lái)考慮，根據(jù)操作控制，從而對(duì)斷路器等進(jìn)行分合閘操作。
（4）通過(guò)傳感器進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，主要是針對(duì)溫度、機(jī)械性能和電子絕緣性能等方面。
（5）通信能力。智能化的通信功能，主要用于電器與變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)的雙向信息傳輸服務(wù)。

3 電器智能化技術(shù)在配電自動(dòng)化中的應(yīng)用
??? 3.1 配電自動(dòng)化為電器智能化應(yīng)用提供了實(shí)現(xiàn)的硬件條件
電器的所有功能必須在穩(wěn)定充足的電力供應(yīng)的條件才能得以實(shí)現(xiàn)，如果沒(méi)有穩(wěn)定的電力供應(yīng)，電器是不能使用的，更別說(shuō)是電器的智能化和電子化了。配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化為電器智能化提供了實(shí)現(xiàn)硬件條件的可能性。配電自動(dòng)化劃分了配電區(qū)域，從而保證電力供應(yīng)的可靠性，智能電器根據(jù)這個(gè)原理對(duì)電器的功能進(jìn)行分區(qū)和分布管理監(jiān)控，并適時(shí)地采取措施進(jìn)行維護(hù)。
3.2 電器智能化在配電自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性增強(qiáng)
電器智能化的穩(wěn)定電源能抑制系統(tǒng)外部的干擾噪聲，比如電弧放電、雷電波和脈沖噪聲等。由分立元件搭配常規(guī)的交流穩(wěn)壓、隔離、直流穩(wěn)壓。用系統(tǒng)的選擇開(kāi)關(guān)電源或增加標(biāo)準(zhǔn)電源濾波器，從而和配電自動(dòng)化中的監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)用在本質(zhì)上一致，處理來(lái)自外界的干擾并減少設(shè)備自身對(duì)外的干擾，從而提高系統(tǒng)的可靠性和自身的品質(zhì)。
3.3 電器智能化的通信技術(shù)是建立在配電系統(tǒng)的自動(dòng)化之上的智能化電器的通信功能，它主要是用于電器和變電站的自動(dòng)化系統(tǒng)抑或是變電站微機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)中的系統(tǒng)機(jī)，或者配電自動(dòng)化的系統(tǒng)中的RTU設(shè)備之間，其主要作用是雙向信息的傳輸。而智能化電器向系統(tǒng)機(jī)抑或RTU的設(shè)備傳送被控對(duì)象的“運(yùn)行參數(shù)”、“保護(hù)整定值”和“故障信息”及電器狀態(tài)信息，同時(shí)系統(tǒng)機(jī)往智能化的電器發(fā)出一系列的操作指令，從而改變與調(diào)節(jié)整定值。同時(shí)通信功能能夠利用串行通信接口實(shí)現(xiàn)。而如果電力的自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用了現(xiàn)場(chǎng)總線，那智能化電器同時(shí)應(yīng)采用相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)。
3.4 電器智能化的硬件結(jié)構(gòu)與技術(shù)實(shí)現(xiàn)的原理智能化電器其智能能源是“單片機(jī)系統(tǒng)”、“模擬量輸入”、“開(kāi)關(guān)量輸入”和“串行通信接口”以及“人際對(duì)話”，電源等功能電路組成，個(gè)別模塊采用插件連接。
3.5 電能質(zhì)量是電器智能化技術(shù)發(fā)展的保障
電能質(zhì)量的問(wèn)題嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)與用電設(shè)備，甚至可能還會(huì)帶來(lái)極為嚴(yán)重的危害。因此對(duì)電網(wǎng)的電能監(jiān)測(cè)務(wù)必要實(shí)時(shí)且保證有效。而電能的質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是對(duì)電能質(zhì)量水平的重要評(píng)估方式，也是及時(shí)發(fā)現(xiàn)電能質(zhì)量問(wèn)題的重要手段，是保證所發(fā)送電能質(zhì)量的前提。一旦對(duì)電能的質(zhì)量做出比較精確的檢測(cè)與分析，就能夠?qū)﹄娔艿馁|(zhì)量水平與各種電能的質(zhì)量問(wèn)題的做出細(xì)致分析與判斷，并為電能的質(zhì)量改善提供有力依據(jù)。在同電力用戶相關(guān)的如低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中，其電能質(zhì)量的監(jiān)控能夠保證低壓電網(wǎng)與用電設(shè)備的安全與可靠性，同時(shí)也是現(xiàn)今低壓智能化的電器一項(xiàng)新功能與發(fā)展方向。而當(dāng)前的研究重點(diǎn)主要還是集中在這些方面：“電能質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生機(jī)理”；“電能質(zhì)量的檢測(cè)機(jī)理”；“電能質(zhì)量設(shè)備的設(shè)計(jì)方法”。
因?yàn)橹悄芑娖鞯臏y(cè)量與保護(hù)對(duì)象，要求具有相當(dāng)高的可靠性，因此智能化電器對(duì)可靠性技術(shù)的研究是一個(gè)相當(dāng)大的難點(diǎn)，當(dāng)前的研究也制定出了許多措施，使開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品能符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求，其內(nèi)容大致集中在這幾個(gè)方面：“自檢”、“自校”、“自我診斷技術(shù)”；智能化的電器元件其換效機(jī)理及元件與系統(tǒng)關(guān)于可靠性的分析，與智能化電器的檢測(cè)、審核技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)
??????? 電力系統(tǒng)配電的自動(dòng)化技術(shù)是電網(wǎng)建設(shè)的重點(diǎn)，電器智能化更是當(dāng)前電器發(fā)展的主流方向。配電自動(dòng)化系統(tǒng)的全面建立需要投入大量的資金和人力物力，電器智能化在配電系統(tǒng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上必將得到更好的發(fā)展。所以本著循序漸進(jìn)、統(tǒng)籌規(guī)劃的原則，使電器智能化技術(shù)在配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展中得到發(fā)展和廣泛應(yīng)用。