低压控制与保护电器智能化技术分析

2020-11-13孔小丽

黑龙江科学 2020年22期

孔小丽

(泰州机电高等职业技术学校，江苏泰州 225300)

在信息化、智能化高速发展的今天，智能电网的建设成为新的发展目标。电器领域迎来了新的发展空间和机会，也面临着巨大的挑战。低压电器及其系统对于智能电网来说有着非常重要的作用，在配电和用电侧有着传输、分配、控制、保护等功能。电器技术的发展如果不到位，就可能会制约智能电网的进步。低压电器属于智能配用电系统的核心组成部分，在智能配用电系统的运作中起着重要的作用。电器的智能化技术是现阶段电器领域发展的主要方向，对相关行业有着较为明显的影响，不断进行研究、实践是必然的前进步骤[1]。

1 智能电网

随着时代技术的进步，智能电网应运而生，向着智能化的方向发展，基于此，电网系统也更加完善，保障了社会的正常运转。目前，信息通信技术、自动控制技术、传感测量技术等是最为先进的技术手段，已运用于电网基础设施，并在高度集成之后，出现了新型的现代电网，也就是智能电网。实际上，电网规模的日渐扩大，电网运行和控制的过程愈加复杂，催生了能够实现电网高效管理的基于智能化技术运行的电网，这也是智能电网出现的前提。我国电网的智能化发展与世界发达国家的差距越来越小，为了使电网建设能够有顺应时代的发展，相关部门确立了关于智能化电网的建设目标，其主要内容是：以特高压电网作为发展的主体，各个地方的电网同步发展，将建成自动化、信息化的电网系统。利用计算机网络技术为依托，建设信息平台，对于整个电网进行联网控制，利用智能化、自动化的手段来代替传统的技术，进行电力系统的发电、输电、变电、配电等工作步骤的调控，实现电力、信息、业务的集成一体化的发展[2]。

2 电器智能化技术

电器这个概念不是我们理解的日常生活中使用的家用电器，智能电网中的电器指的是，在电网的实际运行之中，承担着电力资源的传输、分配和管理功能的部件，它能够完成电力系统和自动控制系统的电或非电对象的检测、控制、保护、切换等功能。由此可知，电器的技术发展对于电力系统的运作有着最为直接的影响。智能电网的建设，对电器有了新的要求，需要电器与各个部件、设备有更加紧密的联系。在电力传输过程中，要实现能量之间的转换优化。为了使智能化的电网建设得更好，需要改变相应的技术，所以，智能化的电器技术应运而生，成为了电器领域重要的研究方向。智能电器可以分成两类：一是智能电器器件，二是智能电器系统。智能电器系统技术属于智能配用电系统的关键技术，在智能电网的实际中，智能电器系统的作用是使电网可以有“主动”的性质，对自身一系列的运作行为进行控制、调整。电网可以根据实际运行情况完善自身，最终达到安全、高效的运行目标[3]。

3 低压控制电器智能化技术

3.1 交流接触器智能控制技术

普通的交流接触器吸合过程和分断过程是不能控制的，这不符合智能电网的要求，所以，要使交流接触器对其运行进行智能动态的控制，实现这个过程的技术被称为交流接触器智能控制技术。交流接触器智能动态控制技术涉及四个方面：第一，要有一个动态的控制，这主要的是针对于最佳的吸合过程来说，在实际的动态优化控制过程中，交流接触器在完成相关的自适应的吸合过程时，可以在最大程度之上降低铁心撞击的能量，完成铁心较小撞击能量消耗的目标，且能够在一定程度上去除触头的一、二次弹跳，提升了部件的工作寿命和安全性。第二，控制技术在运行过程中的应用。该技术可以检测交流接触器的状态并进行相应的故障诊断等。第三，零电流的分断控制技术以及相应的无弧通断技术。这些技术应用于交流接触器的开断过程，如果电流过零点时电弧是不存在的，那么就可以使三相的触头在电流将要到达零点的时候进行开断，去除电弧。三相零电流分断的结构形式主要有两种：一个是三相触头不同步智能控制交流接触器。另一个是分相式智能控制交流接触器，能够运用一些方法处理机械机构动作分散性的问题。第四，通信功能。交流接触器智能控制技术可以发挥和主控计算机双向通信的功能，使其融入低压电器系统运作[4]。

图1 三相零电流分断波形图Fig.1 Oscillogram of three phase zero current break

3.2 直流接触器智能控制技术

由于直流电流不会过零点，那么直流接触器在进行分断过程时，就会出现非常严重的电弧现象。所以，直流接触器智能控制的重点是使分断过程少弧或是无弧，解决这个问题的方式是智能通断控制技术以及铁心“微撞击能量”的直流控制电器全过程智能动态技术[5]。

3.3 继电器电子控制技术和智能无功补偿控制技术

继电器需要在交流接触器智能控制技术的基础上，进行基于磁保持继电器的电子控制技术的开发，拓展其运用范围。要想进行有效的技术开发，就必须展开对多种多样运行状态下的仿真研究，基于相应软件仿真的同时，把架构智能化的无功补偿集成控制装置作为目标，其核心是复合开关，应具有结构一体化的特点，以达成电容器没有涌流以及电弧投切的设计目标[6]。

4 低压保护电器智能化技术

要实现短路故障智能保护，短路故障早期检测技术尤为重要，可以使用小波对信号进行变换，同时使用易去除脉冲干扰的非线性滤波器，尽管会出现不同的短路状况，会因为相位的区别，使得短路电流的形态有不同变化，但是如果以小波变换及相关数学形态学作为基础，对低压配电系统的短路故障进行早期检测，可在最大程度上完成对电路系统短路故障的辨别，并完成相关的检测[7]。