关于低压电气智能化的

摘 要：随着计算机技术和互联网技术的发展,为了提高企业的办公和生产效率各行各业都开始利用计算机技术和互联网技术,本文就低压电气在这方面的应用进行了简单的探讨,希望能给同行一些见解.

关 键 词：低压电气；智能化；总线技术

1.低压电气的概述

低压电气也称低压电器,低压电器是一种能根据外界的信号和要求,手动或自动地接通、断开电路,以实现对电路或非电对象的切换、控制、保护、检测、变换和调节的元件或设备.控制电器按其工作电压的高低,以交流1200V、直流1500V为界,可划分为高压控制电器和低压控制电器两大类.总的来说,低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类,是成套电气设备的基本组成元件.在工业、农业、交通、国防以及人们用电部门中,大多数采用低压供电,因此电器元件的质量将直接影响到低压供电系统的可靠性.常用的低压电器有刀开关、转换开关、自动开关、熔断器、接触器、继电器和主令电器等.

2.低压电气智能化

2.1智能化低压配电系统

智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化.系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能.针对低压电气系统直接面向控制终端,设备多、分布广,而且现场条件复杂,系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点,智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式,具有强抗干扰能力,主要控制功能由设备层智能化元件完成,形成网络集成式全分布控制系统,以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求.系统中的低压智能化元件就其功能而言总体上可分为：电能质量监测、开关保护与控制及电动机控制等.由于现场总线技术的应用,系统中智能化元件可不依赖计算机网络而独立运行,极大地提高系统运行的实时性和可靠性,满足低压电器设备运行管理的需要及工厂生产过程控制的要求.

2.2现场总线技术

现场总线是应用在生产现场、在微处理器测控设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为开放式、数字式多点通信的底层网络.20世纪80年代中期,随着微处理器技术和网络技术的发展,DCS系统4～20mA的模拟量传输方式逐渐被数字网络传输方式所取代,现场总线控制系统（FieldbusControlSystem,FCS）,迅速发展并在自动化领域得到广泛应用.FCS既是一个开放式通信网络,又是一种全分布式控制系统.它作为智能设备的联系纽带,把挂在总线上作为网络节点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,实现基本的控制、计算、参数设置、报警、显示、监控及系统管理等综合自动化功能.在FCS中,各种部件用通信网络连接起来,数据传输采用总线方式,系统信号的传输完全数字化.系统内不存在严格意义上的主控部件,资源共享,各智能化部件可以不依赖计算机而独立运行.FCS完全淘汰了4～20mA的模拟量传输方式,减少了大量的现场敷线；FCS的控制调节过程在现场部件,有效地提高了系统控制的实时性和可靠性,并避免了系统因主机故障而陷入瘫痪.

3.智能化低压电气设计的保护应用

3.1智能系统配置

智能箱变采用的智能型元器件应配置电源、接口器件、通信介质、控制设备（上位机、智能仪表等）以满足智能化的要求.智能箱变为：采用Profibus-DP标准的、开放型的现场总线技术将具有通讯能力的元器件（从站）与之连接,从而实现主站通过总线对开关、电网的远程测量、调节、控制、通讯；或采用智能控制仪对高低压侧进行本地或远程的测量、调节、控制、通讯.智能化低压配电系统由低压开关设备具有通信功能的智能化元件经数字通信与计算机系统网络连接,实现变电站低压开关设备运行管理的自动化、智能化.系统可实现数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理等功能.针对低压电气系统直接面向控制终端,设备多、分布广,而且现场条件复杂,系统本身及设备频繁操作、故障脱扣等产生的强电磁及谐波干扰等特点,智能化监控系统应能实现面向对象的操作模式,具有强抗干扰能力,主要控制功能由设备层智能化元件完成,形成网络集成式全分布控制系统,以满足系统运行的实时、快速及可靠性的要求.

3.2交流接触器动态过程弹跳控制的研究

交流接触器是一种广泛用于电动机控制、电气传动以及自动化控制领域中的电器设备.以往接触器动态控制的研究中,对于触头和铁心闭合状态的检测有多种方法,如通过检测触头或衔铁的速度、位移等方法,判断触头和铁心的闭合状态.现通过对吸合过程中线圈电流进行检测,来实现交流接触器动态过程控制,从而改善动态过程特性,达到减少动态过程弹跳、节能的目的.譬如,在铁路电气,中低压接触器以及测试接触器触头弹跳的应用上,由电源模块、驱动模块、控制回路模块、微控制器等组成.电源部分为驱动模块和控制器供电；微控制器为驱动模块提供控制信号；控制回路控制电磁线圈的供电,并测量线圈电流作为反馈信号,为动态控制提供依据,吸合时刻的检测利用线圈电流积分的方法来实现.将动态过程进行分段调整,以电流积分法检测吸合时刻作为调整的标志.

3.3道路照明设计中的应用

一是在办公区路灯灯具选择时,应该首先考虑利用系数较高的照明灯具,对灯的配光进行合理地选择,将块板式作为首选.二是在选择灯具时,不应该选择附件多的灯具,而应该尽可能选用没有任何附件的照明灯具,确保所选的灯具具有较高的保持率.三是从灯具防护来看,且等级至少不能低于IP44.布灯的方式多种多样,都应遵循节能的原则：可以进行单侧、、交错和对称等形式的布灯.四是在电信路灯中,一般采用的是高8-10杆,灯具之间的距离为30米到40米.在主干道,一般进行两侧对称布灯,在次干道则使用单侧布灯方式,试车跑道一般用交错布灯的方式,停车场则课设计为35米飞蝶形高杆灯.对于路灯位置的设置,主要是考虑到不能对正常通车造成影响为宜.如下图所设计的电信路灯照明简单实用的LED灯电路设计图,功率只有1W左右,工作电流只有15mA,在提高亮度的同时又节约电能.

总之,把计算机技术和网络技术应用在低压电气领域,必然会给这个产业带来巨大的变化,这就要求我们这些相关从业人员,要解放思想,要有创新意识.接受新技术和应用好新技术把提高效率作为工作的重心来抓,不断探索从而创造出更多智能化的产品.