智能电网促进了低压电器新品种的发展与新技术的应用

智能电网促进了低压电器新品种的发展与新技术的应用

季江涛 ,王兴国 ,杜建国

贵州兴义供电局   贵州兴义     562400

摘要：近年来随着我国社会的发展，对于电力系统的要求越来越高，在这种大背景之下智能电网技术应运而生。随着智能电网的技术的出现对于配电以及终端用户都有了新的要求，这其中包括对于能接入各种分式电源、保证电能质量和用电安全、自适应的故障处理能力等。而智能电网对于配电以及终端用户的这些新的一系列要求，刺激了市场需求，也就促进了一些新的低压电器新品种的发展，同时也使得一些新技术应运而生。接下来本文将对智能电网促进低压电器新品种发展与新技术的产生进行详细的阐述。

关键词：智能电网；促进；低压电器；新品种；新技术；

引言

现在社会对于供电的需求也越来越高，在市场经济的刺激之下智能电网技术应运而生。现代化智能电网技术相比于传统的供电技术来说能够优化供电系统的资源，提高对于供电资产的利用率及电网的整体运行效率。智能电网技术也能够实现电力市场与用电用户之间的实时交互与随时响应等，能够提升供电机构的服务水平，有效提升用电用户的体验。总的来说智能电网供电系统能够以最优化的成本向社会提供优质的电力。

而随着社会智能电网技术的出现，对于配电系统以及终端用户都有了新的需求，这其中包括对于能接入各种分式电源、保证电能质量和用电安全、自适应的故障处理能力等。智能电网供电技术的出现不仅是现代供电技术的一大跨越，也同时刺激了对于供电系统中的新需求。也就是说供电智能电网技术的出现促进了现代社会市场对于低压电器以及新型技术的需求。下面本文将就智能电网进行简单介绍，以及智能电网的出现对于促进低压电器新品种的发展与新技术研发的促进作用进行具体阐述。

1智能电网相关概述

智能电网也就是对于现代化供电系统中的电网进行智能化，智能电网也被称作电网2.0。它是建立在现代高度成熟的信息与网络系统的基础之上，通过现代社会的先进传感技术，以及先进的测量手段，结合现代化先进设备以及先进的系统控制方式并以此来支持系统技术的应用。智能电网的开发目的是要实现供电系统中电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。现代化智能电网的主要特征包括电网的自愈、激励和保护用户、抵御攻击等特点。因为现代智能电网具备上述各种优点所以能够提供满足21世纪用电用户需求的电能质量。而且智能电网容许各种不同的发电形式的接入，也就能启动现代电力市场以及资产的优化以及高效的运行。

2智能电网技术发展现状

现目前就全世界来说智能电网的发展还处于起步阶段，现在电力市场对于智能电网的定位标准不同，没有一个共同的精确定义。但是现目前学术界对于智能电网的技术大致能够划分为4个领域：高级量测体系、高级配电运行、高级输电运行和高级资产管理。智能电网的高质量测体系主要是起到授权给用户的功能，同时还要保证系统同负荷能够建立起联系，这也就能够使得用户能够支持电网的基本运行。能电网中高级配电运行核心技术则是要时时刻刻在线对供电系统进行实时决策的指挥。高级配电运行核心技术的主要功能是防止供电系统中对于各种突发情况以及灾变的有效应对，实现现代化的大面积连锁故障的预防技术。智能电网中高级输电运行技术的主要作用则是要强调阻塞管理和降低大规模停运的风险，正在供电系统中出现不可控灾害时将损坏程度降到最低。这样即使遇到较大的供电系统受损也能保证最基本的供电需求。而智能电网的高级资产管理技术则是在供电系统中安装大量可以提供系统参数，以及各个供电系统设备的具体参数与状况的高级传感器。并且高级资产管理技术能够把收集到的所有实时信息与资源管理、模拟与仿真等过程集成，以此为基础来改进电网的运行以及供电效率。

2智能电网技术发展展望

智能电网是对于现代互联网技术在供电系统中的实时应用，也是电网技术发展的必然趋势。现代化的通信、计算机、自动化等技术在智能电网中得到广泛与深入的应用。并且智能电网将这些现代化技术与传统的电力技术进行有机的融合，一大提升了供电系统中电网的智能化水平。而在智能电网中对于传感技术与现代化信息技术的有效运用，为供电系统的状态的分析以及决策提供了有效的支持，使得供电系统电网的自愈成为可能。而且智能电网中对于调度技术、自动化技术和柔性输电技术的成熟发展，为能够适应现代社会可持续发展观念的可再生能源以及分布式电源的开发利用提供了最基本的保障。

3智能电网与低压电器的关系

智能电网技术现如今已经成为国内外关注的热点。而随着智能电网的出现，在一定程度上刺激了市场对于智能低压电器的需求，同时也推动了低压电器技术的研发。智能电网技术需要供电系统中的智能开关以及先进的传感器技术的支持，这其中就包括对于低压智能化开关的要求。而为了保证智能电网技术能够有效全面的运用到实际的生活当中，必须要保足在供电系统中各种低压电器的技术创新，并以此来建造出能够适应智能电网技术供电的整体供电系网络。就是说由于智能电网技术的出现，刺激了市场对于低压电器技术的创新。现代社会需要对于传统的低压电器进行改革与优化，要保证低压配电线路的供电的连续性与可靠性，创造出能够适应现代化智能电网供电技术的各类型低压电器。

下面，本文将对现比较主流的几种智能电网推动的低压电器新产品研发进行相关介绍。

3.1智能电网推动低压电器新产品的研发与应用

3.1.1分布式发电用低压电器

智能电网的技术，刺激了市场对于新型的分布式发电用低压电器的需求。

分布式发电来说风力发电技术光伏电池的输出会随着风力的大小以及阳光的强弱而产生变化，这种变化的幅度还会相对较大。为了提高分布式发电的效率，需要不断的对某些线路进行断开与连接，采取这种手段来提高新能源系统的有效率。这一情况我们会采用接触器作为主电路或者分支电路采取分、合用的手段比较合适。是我国目前生产的接触器来看，大多数接出去都会用于来控制电动机。在人员的供电系统中用的接触器工作类别主要是AD-1,也就是用于开闭低感或者无感负载。同时还需要接触器具有额定电压高、电流大、操作频率低、电寿命和机械寿命要求不高同时还有开断能力和短耐要求等等一系列的技术要求。而目前为了适应智能电网以及新能源的要求，国内外各电器公司纷纷除了各种新类型的接触器。如施耐德公司的TeSysF系列;ABB公司的AF系列;Moeller公司的Xstart系列，该系列还派生了直流接触器。其中，ABB公司的风力发电用三极接触器AF1350/AF1650，2种额定电流1 350 A和1 650 A，额定电压至1 000 V,其主要技术指标如表1所示。

表一.AF1350/AF1650的技术指标

我们在分布式发电技术中采用的接触器都是以智能控制技术为主的智能接触器。目前国内外推出的智能接触器由于考虑到AC-3的工作类别，基本上都是通过电流或者电压反馈来实现软着陆，并以此减少触头的振动，能够有效的提高电的寿命以及机械设备的寿命。然而这种智能接触器主要的功能是用于开辟新电源的电路，所以这种智能接触器不需要这一功能。它的重点是在于节能、有门槛电压和满足电能质量等。电压跌落的定义是：工频电压有效值下降到额定电压的10% ~90%范围内，持续时间为半个工频周期到60 s。电压跌落也会被称为电压下陷。而对于交流接触器而言，电压低于福祉的50%甚至更高时，接触器就会被释放。而接触器释放的具体时间则取决于吸反力特性配合、可动部分慣性、磁通衰弱速度、磁系统剩磁等因素。交流接触器的智能控制单元来说会采用电压跌落抑制模块来有效防止这一问题。对于普通的接触器而言，则只能采用电压跌落抑制电路防止电压跌落这一问题。在普通的接触器采用了电压跌落抑制电路之后，贴出去产生的释放时间相对原有的释放时间会对于大大增长电压一路的抑制。

3.1.2高限流性能的小型断路器

在智能电网的技术的实际供电操作中为了实现电路中全选择性的目的我们也可以从下级断路器入手，保证下级断路器具有较为强大的限流功能。如此一来当这一支路发生短路的故障问题时，不能使得这一支路短路电流限制于上级断路器瞬时脱扣器整定值以下，如此一来也就能够实现全选择性。如下图所示：

图一.上级断路器选择性匹配限值与下级断路器限流性能的关系

由图可知，如果下级选择的是普通断路器，它的预期的电流电流峰值曲线与上级瞬时脱扣器整定值水平线发生交互的时间较早，这就会造成选择性匹配限制较低的。如果下级是限流断路器的话，选择性匹配限制则会得到增大。而如果下级的选择是超限流断路器，那么在这种时候就可以实现完全选择性，因为从上图所知这个时候两线已经全无焦点。所以因为考虑到这一因素,国内外各个公司都纷纷推出了具有高性能的小型断路器,这些小型断路器都具有十分强大的限流性的,基本能够实现全选择性。比如说，ABB公司推出的s800。这种小型断路器的额定电流是125A,在电路500V下电流能够高达50KA。也就是说这种小型断路器可以代替熔断器或者是价格相对较高的塑壳断路器，并且能够应用于日常的终端配电箱进行保护，或者也能够作为功率配电柜的支路断路器来进行使用。而且这种小型断路器具有体积小、价格较为实惠、操作相对来说比较简便，且还能够方便的组成单级以及多级结构，再配合与上级断路器进行组合可以实现选择性保护的功能。

3.3可视化的电能管理与优质服务的配电与用电系统

智能电网中采取的主要技术之一是现代化先进的计量体系的技术。也就是采用具体的数字进行计量及显示、和信息储存等多个功能的智能化电表。新型塑壳断路器compactnsx的微逻辑智能脱扣器具有多参数电能计量功能。数据由内置微处理器处理。用户可以在脱扣器的微逻辑液晶显示器上查看保护设置和功率参数的测量值。它还具有通信功能，可以与上级网络通信。测量数据包括：电压、电流、频率、功率、谐波失真率、故障电流值等。在智能断路器的电源管理系统中，还有一个柜门显示单元fdm121，可以安装在配电柜的柜门上。除在释放显示屏上显示信息外，还可以显示需求、电能质量、最大值和最小值、故障报警、历史记录和维护指示等信息。其中，需求量测可以计算出一个时间间隔内所需的电流值和功率值，从而提供用电趋势、负荷预测等，并提供卸载和换装的相关参数，便于调整和优化。

3.4智能开关的状态检测

对与智能电网来说系统中的智能开关是十分重要的一个细节。智能开关的性能的可靠性将会直接关系到电网的整体安全与可靠性的。对于电网的供电系统来说，开关的状态检测十分重要。就现目前情况看来，大多数的新型低压智能断路器都具有一定的状态检测功能，可以检测触头的温度，有一些低压断路器的智能脱扣器还能够检测触头的磨损程度。而这些检测技术则是需要各种的现代化新型传感技术的支持。也是在一些中、高压断路器上，对于状态的检测显得尤为重要。我们拿出施耐德公司推出的无线温度传感器作为例子。这一传感器采用中压断路器触头工作的状态检测，断路器的触头会随着断路器使用时间的长短在表面的接触情况会变差进而会造成一系列故障。对于触头温度的长期状态检测显得十分必要。而采用无线技术的优点则是在于，能够节省电缆以及接线，也就是说能够有效的降低安装的费用。相关的设备以及操作人员在进入某些场合不是方便的情况下，能够使用到这种无线技术。

结语

随着社会的发展，这会对于供电系统的力有了更高的要求，且随着现代化互联网技术的高度成熟智力能电网技术应运而生。智能电网技术就是将现代化高科技技术与传统的电机技术进行有机融合，能够提高现代供电系统中电网的可靠性、安全性。而且与传统的电网相比，电网的运行效率相对较高，加强用户与供电机构的互动，并且还能够实现电网的自愈能力，能够适应现代供电需求的智能化电网。而随着智能电网技术的成熟，也刺激了市场对于低压电器的新要求，推动了低压配电网以及低压电器产品的开发与研究。

参考文献：

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[2]余贻鑫. 智能电网的原动力、技术组成和实施路线[D].天津,2009.

[3]周孝信.电网和电网技术的代际传承和发展[C]// 中国电工技术学会年会.北京,2010,1.

[5]施耐德公司。 塑壳断路器NSX系列和框架断路器Masterpact MT产品说明书[G].

作者简介：季江涛，男，本科，高级工、助理工程师，专业方向：配电线路及智能配网（身份证号：420921199301014837，邮箱：664732771@qq.com）

杜建国，男，本科，高级技师，工程师，一级助理技能专家，专业方向：配电线路运行与检修。

王兴国，男,本科，高级工，助理工程师，专业方向：配电线路运行与检修