高金茹+龐曉靜

摘 要：智能化電器和智能化開關(guān)柜都屬于新型電子產(chǎn)品，都是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、感應(yīng)器技術(shù)、數(shù)據(jù)方面的處理技術(shù)之上發(fā)展起來(lái)的。本篇文章開篇就歸納了智能化電器和智能化開關(guān)柜的概念，其次闡述了對(duì)智能化電器一些方面的個(gè)人觀點(diǎn)，并介紹了目前為止的研究成果和今后的發(fā)展方向。

關(guān)健詞：智能化電器；智能化開關(guān)柜；特點(diǎn)；發(fā)展趨勢(shì)

文中從網(wǎng)絡(luò)化的角度出發(fā)提出今后以智能化電器構(gòu)成的現(xiàn)代電力網(wǎng)將由電能傳輸和控制監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓷l通道構(gòu)成，智能化電器將對(duì)電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生極大的影響。

1 智能化電器和智能化開關(guān)柜的概況

電器設(shè)備在電力工業(yè)還是工農(nóng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都具有重要作用。開關(guān)設(shè)備主要工作形態(tài)在開關(guān)柜中，其中電網(wǎng)要保持在35kV以下。開關(guān)柜屬于有所電器的結(jié)合，主要是以控制電器運(yùn)作開關(guān)為主。因此許多的業(yè)界人士把注意力轉(zhuǎn)移在智能化開關(guān)柜上。它與計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)技術(shù)、控制理論、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)（網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）、電力電子技術(shù)等的發(fā)展密切相關(guān)。現(xiàn)在還無(wú)法對(duì)其準(zhǔn)確定義，而我國(guó)科學(xué)家正加緊對(duì)其進(jìn)行研發(fā)。

開關(guān)柜自身雖已實(shí)現(xiàn)智能化開關(guān)柜的要求，而單靠人力是無(wú)法做到的，我們必須借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)自我感知、學(xué)習(xí)、大腦的記憶等手段來(lái)適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)，以最有效的方法來(lái)提高開關(guān)柜等最佳性能指數(shù)。

2 智能電器和智能化開關(guān)柜的特點(diǎn)

智能電器和智能化開關(guān)柜的特點(diǎn)是常規(guī)電器難以實(shí)現(xiàn)的，其主要靠先進(jìn)技術(shù)來(lái)制作。

2.1 功能集成化、數(shù)字化

老式傳統(tǒng)的開關(guān)柜主要依靠電磁式機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)運(yùn)作，但在功能方面受到一定限制，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)電網(wǎng)發(fā)展的需求。引進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)有著老式產(chǎn)品無(wú)法比擬的優(yōu)越性。新型智能化開關(guān)柜將計(jì)量、通信、保護(hù)等功能集合起來(lái)應(yīng)用于計(jì)算機(jī)中，能輕易地代替老式電器的同時(shí)提高效率。

數(shù)字化技術(shù)制作的電器最大的特點(diǎn)是準(zhǔn)確可靠，這種新型產(chǎn)品不會(huì)因?yàn)闇囟群碗妷翰环€(wěn)定而出現(xiàn)狀況，也不會(huì)因?yàn)樵骷牟煌霈F(xiàn)差異，因此數(shù)字化這種技術(shù)能夠確保電器功能并使其更加精準(zhǔn)可靠。

2.2 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便

智能化單元是集計(jì)量、保護(hù)、通信、控制等所有功能于一體，當(dāng)將智能化單元安裝在開關(guān)柜上時(shí)，其中的設(shè)計(jì)和連線的工作基本都可以忽略，使用者只需要將電壓、電流信號(hào)、出口控制信號(hào)和斷路器位置信號(hào)等少量電纜與開關(guān)柜連接在一起，就能夠快速完成布線工作，保證開關(guān)柜的正常運(yùn)行。其余的各項(xiàng)功能可以通過(guò)軟件在操作實(shí)現(xiàn)，在簡(jiǎn)化了單元維護(hù)和校檢的同時(shí)也為工作人員帶來(lái)便捷。

2.3 可靠性增加

智能化電器與傳統(tǒng)電氣相比較而言更具有可靠性，主要通過(guò)以下三種體現(xiàn)：（1）功能一體化，系統(tǒng)簡(jiǎn)化，可能故障點(diǎn)減少；（2）自檢、自診斷功能的實(shí)現(xiàn)；（3）檢測(cè)信息的增加，利用多種傳感器和控制器，對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的電、磁、熱、機(jī)械、運(yùn)動(dòng)等各種物理現(xiàn)象與過(guò)程實(shí)施在線檢測(cè)和優(yōu)化控制，診斷其工作狀態(tài)。

2.4 系統(tǒng)分散化、網(wǎng)絡(luò)化

將每一開關(guān)柜智能單元的通信接口與值班員計(jì)算機(jī)相連，就可以構(gòu)成變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的組成形式經(jīng)過(guò)了集中控制式、功能分布式、面向?qū)ο蠓植际胶兔嫦驅(qū)ο蟮默F(xiàn)場(chǎng)總線分布式的發(fā)展過(guò)程。

3 智能化電器的研究和發(fā)展方向

3.1 前置各智能化單元

3.1.1 引入現(xiàn)代控制理論

模糊控制技術(shù)在電器方面的應(yīng)用：電器的電流控制設(shè)備和供電系統(tǒng)、機(jī)器本身的工作性能以及狀態(tài)都是利用模糊控制技術(shù)完成的。自適應(yīng)及控制技術(shù)在電器方面的應(yīng)用：電動(dòng)機(jī)的自適應(yīng)保護(hù)系統(tǒng)；變電站由于運(yùn)作方式的不斷變化使得其保護(hù)定值的自適應(yīng)修正。

3.1.2 開發(fā)專用集成電路

目前在國(guó)內(nèi)研制和生產(chǎn)的電子產(chǎn)品中，其智能單元多采用的是CPU，但由于這種技術(shù)無(wú)法為專業(yè)程度高的電子產(chǎn)品服務(wù)，導(dǎo)致許多新型控制方法與保護(hù)算法無(wú)法實(shí)現(xiàn)。我國(guó)現(xiàn)在應(yīng)該著重開發(fā)屬于獨(dú)立芯片和模塊，建立獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并且加大推廣力度。開發(fā)專用的集成電路，形成我國(guó)獨(dú)特的電器模式，推動(dòng)新型智能化電器發(fā)展和進(jìn)步。

3.2 重視網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)

目前被漢化的優(yōu)秀軟件微乎其微，人力和機(jī)器銜接環(huán)節(jié)薄弱是導(dǎo)致這一現(xiàn)象的重要原因之一，應(yīng)該將硬件與軟件相結(jié)合，取其精華去其糟粕，統(tǒng)一制作標(biāo)準(zhǔn)，分工細(xì)致優(yōu)化。

3.3 配套與相關(guān)原件的研究和性能提高

在開發(fā)新品的過(guò)程中，我們要對(duì)開關(guān)柜中非電量的檢測(cè)進(jìn)行充分探究，同時(shí)還要在線檢測(cè)開關(guān)的各個(gè)性能，以此來(lái)避免“智能化開關(guān)柜”中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題。

3.4 抗干擾設(shè)計(jì)

抗干擾設(shè)計(jì)又名為EMC，其最大的優(yōu)勢(shì)之一就是能夠提高智能產(chǎn)品的電磁兼容性，這種抗干擾能力在實(shí)際應(yīng)用中具有重要作用，在EMC方面，老式的各類電子產(chǎn)品對(duì)EMC要求很低，且管理不當(dāng)，近年來(lái)，國(guó)家不斷提高對(duì)該設(shè)計(jì)工作的重視程度，著重強(qiáng)調(diào)了EMC在各類新型電器的制作標(biāo)準(zhǔn)上容易出現(xiàn)的問(wèn)題。并通過(guò)提高抗干擾設(shè)計(jì)的質(zhì)量確保高智能化電器和智能化開關(guān)柜對(duì)電磁環(huán)境復(fù)雜性的適應(yīng)性。

4 智能化電器和智能化開關(guān)柜的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，我們國(guó)家在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面同國(guó)外差距并不大，有許多優(yōu)勢(shì)可利用。若電器技術(shù)人員與電子技術(shù)人員相互結(jié)合，是能夠開發(fā)出適合中國(guó)國(guó)情并符合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與運(yùn)行管理模式的優(yōu)秀智能電器產(chǎn)品。在開發(fā)電器的工作中應(yīng)該注重網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，注重網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)性和開放性，今后以智能化開關(guān)柜構(gòu)成的供電系統(tǒng)將由以一次設(shè)備組成的供電網(wǎng)和以智能化控制器組成的通信控制網(wǎng)有機(jī)結(jié)合而成。注意機(jī)電結(jié)合，提高電器的機(jī)械特性和電性能，提高電器自身可靠性。

5 總結(jié)

通過(guò)本篇文章我們可以看出，我國(guó)的智能化電器和智能化開關(guān)柜與其它先進(jìn)國(guó)家相比較而言存在一定差距，因此我國(guó)在電子產(chǎn)業(yè)方面較為落后。只有從技術(shù)入手才能提高電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高創(chuàng)新能力，深入市場(chǎng)調(diào)研，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)新型智能化電器和智能化開關(guān)柜的創(chuàng)新研發(fā)，生產(chǎn)出屬于我國(guó)獨(dú)特的智能化機(jī)器和智能化開關(guān)柜。在研發(fā)過(guò)程中不斷克服困難、解決問(wèn)題，為提高我國(guó)智能化產(chǎn)業(yè)和科技水平奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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