多约束条件下低压开关柜电磁兼容改造设计分析

沈志刚

(厦门华夏国际电力发展有限公司，福建 厦门 361026)

0 引言

现代工业控制中，低压电动机作为执行单元，每一个生产子单元都起着关键作用。随着生产工艺和操作要求的不断提高，分散控制系统(distributed control system,DCS)原有的粗放型架构已无法满足需求，基于优化和精密控制的角度，需要采集更多过程参量。为满足这一需求，低压电动机开始向智能化、集成化方向发展，智能型电动执行器获得广泛应用，智能泵等技术也逐渐兴起[1]。

低压开关柜作为各类电动机的控制和保护机构，同样随着工业自动化进程不断升级换代。早期的开关柜一般以硬接线回路将断路器、接触器和常规继电器等普通电气元件组合，实现对电动机的控制和保护。随着低压电动机的技术发展，智能低压开关技术也在矿山[2]、钢铁[3-4]、造纸[5]、水处理[6]等各个行业广泛应用，基于现场总线和通信技术的智能马达控制中心(motor control center,MCC)成为主流设计。

低压电动机与低压开关柜的技术发展又有一定的独立性，如智能型电动执行器投入工业应用的时间较早，其相关工业标准较早可追溯到2001年[7]。随着其先期在各个工业企业推行，智能化设备电磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)问题的研究开始成为低压电气领域的焦点，如发电厂[8]、变电站[9]等强电磁环境研究以及对标准的解读分析[10]。然而，现有的研究和设计中多关注整个系统设备的新建设计，恰好忽略了前述的工业技术进程带来的问题。在规模以上的较早期生产企业，以普通300 MW火力发电厂为例，电动执行器开关柜数量在整个生产系统低压配电占比约20%，原始设计为普通电动执行器配合传统开关柜，依技术发展进程对先进行智能型电动执行器进行改造。……