论智能化电器和智能化开关柜现状与发展

高金茹+庞晓静

摘 要：智能化电器和智能化开关柜都属于新型电子产品，都是在计算机技术、感应器技术、数据方面的处理技术之上发展起来的。本篇文章开篇就归纳了智能化电器和智能化开关柜的概念，其次阐述了对智能化电器一些方面的个人观点，并介绍了目前为止的研究成果和今后的发展方向。

关健词：智能化电器；智能化开关柜；特点；发展趋势

文中从网络化的角度出发提出今后以智能化电器构成的现代电力网将由电能传输和控制监测数据传输的两条通道构成，智能化电器将对电网安全、可靠、经济运行产生极大的影响。

1 智能化电器和智能化开关柜的概况

电器设备在电力工业还是工农产业领域都具有重要作用。开关设备主要工作形态在开关柜中，其中电网要保持在35kV以下。开关柜属于有所电器的结合，主要是以控制电器运作开关为主。因此许多的业界人士把注意力转移在智能化开关柜上。它与计算机技术、数据技术、控制理论、传感器技术、通信技术（网络技术）、电力电子技术等的发展密切相关。现在还无法对其准确定义，而我国科学家正加紧对其进行研发。

开关柜自身虽已实现智能化开关柜的要求，而单靠人力是无法做到的，我们必须借助计算机技术，通过自我感知、学习、大脑的记忆等手段来适应计算机技术，以最有效的方法来提高开关柜等最佳性能指数。

2 智能电器和智能化开关柜的特点

智能电器和智能化开关柜的特点是常规电器难以实现的，其主要靠先进技术来制作。

2.1 功能集成化、数字化

老式传统的开关柜主要依靠电磁式机械结构来运作，但在功能方面受到一定限制，无法适应当今社会对电网发展的需求。引进的计算机技术有着老式产品无法比拟的优越性。新型智能化开关柜将计量、通信、保护等功能集合起来应用于计算机中，能轻易地代替老式电器的同时提高效率。

数字化技术制作的电器最大的特点是准确可靠，这种新型产品不会因为温度和电压不稳定而出现状况，也不会因为元器件的不同出现差异，因此数字化这种技术能够确保电器功能并使其更加精准可靠。

2.2 设计简单、维护方便

智能化单元是集计量、保护、通信、控制等所有功能于一体，当将智能化单元安装在开关柜上时，其中的设计和连线的工作基本都可以忽略，使用者只需要将电压、电流信号、出口控制信号和断路器位置信号等少量电缆与开关柜连接在一起，就能够快速完成布线工作，保证开关柜的正常运行。其余的各项功能可以通过软件在操作实现，在简化了单元维护和校检的同时也为工作人员带来便捷。

2.3 可靠性增加

智能化电器与传统电气相比较而言更具有可靠性，主要通过以下三种体现：（1）功能一体化，系统简化，可能故障点减少；（2）自检、自诊断功能的实现；（3）检测信息的增加，利用多种传感器和控制器，对开关柜内的电、磁、热、机械、运动等各种物理现象与过程实施在线检测和优化控制，诊断其工作状态。

2.4 系统分散化、网络化

将每一开关柜智能单元的通信接口与值班员计算机相连，就可以构成变电站综合自动化系统。综合自动化系统的组成形式经过了集中控制式、功能分布式、面向对象分布式和面向对象的现场总线分布式的发展过程。

3 智能化电器的研究和发展方向

3.1 前置各智能化单元

3.1.1 引入现代控制理论

模糊控制技术在电器方面的应用：电器的电流控制设备和供电系统、机器本身的工作性能以及状态都是利用模糊控制技术完成的。自适应及控制技术在电器方面的应用：电动机的自适应保护系统；变电站由于运作方式的不断变化使得其保护定值的自适应修正。

3.1.2 开发专用集成电路

目前在国内研制和生产的电子产品中，其智能单元多采用的是CPU，但由于这种技术无法为专业程度高的电子产品服务，导致许多新型控制方法与保护算法无法实现。我国现在应该着重开发属于独立芯片和模块，建立独立知识产权，并且加大推广力度。开发专用的集成电路，形成我国独特的电器模式，推动新型智能化电器发展和进步。

3.2 重视网络软件开发

目前被汉化的优秀软件微乎其微，人力和机器衔接环节薄弱是导致这一现象的重要原因之一，应该将硬件与软件相结合，取其精华去其糟粕，统一制作标准，分工细致优化。

3.3 配套与相关原件的研究和性能提高

在开发新品的过程中，我们要对开关柜中非电量的检测进行充分探究，同时还要在线检测开关的各个性能，以此来避免“智能化开关柜”中容易出现的质量问题。

3.4 抗干扰设计

抗干扰设计又名为EMC，其最大的优势之一就是能够提高智能产品的电磁兼容性，这种抗干扰能力在实际应用中具有重要作用，在EMC方面，老式的各类电子产品对EMC要求很低，且管理不当，近年来，国家不断提高对该设计工作的重视程度，着重强调了EMC在各类新型电器的制作标准上容易出现的问题。并通过提高抗干扰设计的质量确保高智能化电器和智能化开关柜对电磁环境复杂性的适应性。

4 智能化电器和智能化开关柜的发展现状

目前，我们国家在电子产品设计与应用方面同国外差距并不大，有许多优势可利用。若电器技术人员与电子技术人员相互结合，是能够开发出适合中国国情并符合中国标准与运行管理模式的优秀智能电器产品。在开发电器的工作中应该注重网络技术的发展，注重网络的标准性和开放性，今后以智能化开关柜构成的供电系统将由以一次设备组成的供电网和以智能化控制器组成的通信控制网有机结合而成。注意机电结合，提高电器的机械特性和电性能，提高电器自身可靠性。

5 总结

通过本篇文章我们可以看出，我国的智能化电器和智能化开关柜与其它先进国家相比较而言存在一定差距，因此我国在电子产业方面较为落后。只有从技术入手才能提高电子产业发展，提高创新能力，深入市场调研，从而实现对新型智能化电器和智能化开关柜的创新研发，生产出属于我国独特的智能化机器和智能化开关柜。在研发过程中不断克服困难、解决问题，为提高我国智能化产业和科技水平奠定基础。

参考文献

[1]李欣.智能化变电站10kV高压开关柜在线测温技术研究[J].科技与企业，2015（18）.

[2]张玉泉.智能化开关柜的发展与应用[J].电工技术，2012（1）.