探究电力开关柜的智能控制器设计及应用耿双双

探究电力开关柜的智能控制器设计及应用耿双双

(河南森源电气股份有限公司河南省461500)

摘要:改革开放以来,我国社会各项事业都在飞速发展,促进了人们生活水平的上升。同时,随着社会进步与经济发展,国家对电力的需求也越来越大。国家电力部门对电力市场进行规范化调控,技术人员也提高研究力度,加紧研究新型的、高效的电力元件,以期能够促进电力系统的安全、可靠、经济发展。电力开关柜作为电力系统中的重要元件之一,其性能的优化是技术人员研究的重点内容。

关键词:电力开关柜;智能控制器;设计要点

1分析电力开关柜的智能控制器应用现状

1.1分析自动检测作用的发挥

对于智能控制器在开关柜中的使用,其显著的功能就是对电力系统进行监测,业内人士都清楚,电路器是电力系统中一个非常重要的元件,如果该元件内部出现故障,在很大程度上就会导致供电质量的下降,实际供电效率的下降等,针对这一情况,技术人员的仔细分析,可以在断路器中安装智能控制器,在实际运行过程中,该智能控制器可以对断路器的流经电流大小、磁场结构、触头磨损量、开关次数等进行准确监测,收集这些方面的数据信息,准确对断路器的使用寿命,当前的运行情况等进行综合判断,保证电力系统和断路器安全有效的运行。

在数据监测过程中,不仅可以对电流和电压等进行数据监测,还可以对电容数据进行搜集,如果系统运行过程中,电容出现问题,数据发生严重的变化,断路器就不能正常工作,直接会对整个电力系统的供电质量造成影响,针对这一情况,要合理的使用电力开关柜的智能控制器,有效监测合闸电容和分闸电容,在此基础上,还要及时进行处理,保证断路器正常的工作。

1.2分析智能控制器的智能操作作用

对于控制器而言,其基本的作用就是操作功能,利用对模块的控制,以及相关的自动监测模块,都可以完成其只能操作作用的发挥,在自动监测模块中,其能够很好对电容水平、合闸电压、断路电路等进行监控,如果发现存在异常情况,监测系统就会发出警报,而在控制器中心检测处理模块中,就会发出对应的操作命令,从而直接进行智能化的控制。例如在实际使用中,结合实际情况,可以对断路器同步关合次数等进行调整,保证其准确性和同步性,这样就可以很好的降低系统出现空载情况的概率,最终保证电力系统和断路器安全稳定的运行,延长各个元件的使用寿命,发现问题及时报警,为维修人员赢得时间,避免问题进一步扩大化。

2电力开关柜的智能控制器的设计原理

电力开关柜的智能控制器是电力系统断路器上的保护装置,也是核心的控制装置,所以,技术人员需要全面考虑电力开关柜的智能控制器的智能化调控、保护等功能,对以上两个方面进行优化设计,从而实现电力开关柜的智能控制器的自动监测、智能操作、主动保护等功能。

1)对电力开关柜的智能控制器自动监测功能的设计,需要利用传感器的灵敏性,对系统的电流、电压等信号参数的变化进行有效感应,并通过设定好的程序,在以上信号参数的变化超出标准范围时候,尤其是对各个环节的特征信号,进行有效的监测与反馈,正确判定自身系统是否在安全性、可靠性状态下运行。图1是自动监测单元结构设计的原理。

2)对电力开关柜的智能控制器智能操作功能的设计是依托计算机技术、数据处理技术等,主要通过相关软件对信息数据进行接收与处理,从而有目的地选择相关操作过程,促使电力开关柜的智能控制器对自身运行状态进行智能化判断,并作出相应的操作。图2是智能操作单元结构的设计原理。

3电力开关柜的智能控制器应用现状

3.1电力开关柜的智能控制器自动监测功能的发挥

自动监测是电力开关柜的智能控制器的主要功能,它主要监测电力系统以下几个方面:

1)电路器作为电力系统的重要元件,一旦其内部构件出现故障,将在不同程度上影响电力系统供电的质量与效率。因此,在短路器上加装电力开关柜的智能控制器,可以对断路器的触头磨损量、磁场结构、流经电流大小、开关次数等进行自动监测,从而通过对以上数据信息的处理与分析,判断断路器的运行状态与使用寿命,为断路器与电力系统安全有效运行提供助力。

2)除了电压、电流之外,电力系统运行中的重要参数还有电容,电容出现不稳定变化,也将导致断路器的异常运行,影响电力系统的供电质量。因此,运用电力开关柜的智能控制器可以对分闸电容与合闸电容进行有效监测,并实施相应应急操作,以保证断路器电容的有效性。

3)电力开关柜的智能控制器还能够对自身进行自我监测,即是在控制器某一构件出现异常情况的时候,控制器的智能自检模块将发挥作用,对相应芯片与通信回路进行有效检测,从而找到故障点,为技术人员的检修提供条件。

3.2电力开关柜的智能控制器智能操作功能的发挥

控制器的职能操作功能主要是通过操作模块与自动监测功能模块相配合来实现的,自动监测中对电力系统中断路电路、合闸电压、电容水平等参数进行监控。在发现异常情况后,将发出警报,控制器的中心检测处理模块将发出对应的操作指令,进行智能化的操作,如,调整断路器的同步关合次数,尽量保证同步性与准确性,降低系统空载概率,保护断路器与电力系统的安全运行,保证电力系统相关设备元件的使用性能,延长使用寿命。

4电力开关柜的智能控制器的发展方向

在国外,电力开关柜的控制器初步进入智能化阶段是在上个世纪80年代。随着计算机技术、网络通讯技术、电力电子技术、抗干扰技术、传感技术等的发展,电力开关柜的智能控制器也得到空前发展。我国技术人员对电力开关柜的智能控制器的设计与应用研究还处于初级发展阶段,但是相信,在技术人员不断创新研究思想、提高技术水平的基础上,必将促进电力开关柜的智能控制器进一步发展。具体说,未来,我国技术人员将着重在以下领域进行深入研究,以促进电力开关柜的智能控制器性能的优化与充分发挥,进而提高电力系统运行的安全性、可靠性以及经济性。

1)目前,我国电力开关柜的智能控制器依然采用通用CPU、单片机等元件,这种控制器的成本高,而且电路复杂,不利于控制器性能的优化。因此,为了更好地提高电力开关柜的智能控制器的性能,设计人员应该注重研究开发专用集成电路,并注重控制器抗干扰性能的提高,以使其运行安全性、可靠性、适应性都得到大幅度的提高,从而降低产品成本,提高经济效益。

2)电力开关柜的智能控制器的主要技术是计算机技术与网络通讯技术,因此,相关网络控制软件的开发也是极其重要的,必须在提高控制器硬件质量的同时,强化网络控制软件的开发力度,以优化人际接口环节。

3)在电力系统中,除了电力开关柜控制器之外,还有很多其他功能元件,因此,实现电力开关柜控制器的智能化发展,还应该注重对其相关配套元件的研究,以使其能够配合智能化控制器的运转,完善系统,简化操作,提高电力系统的运行效率。

5结语

通过以上对电力开关柜的智能控制器应用现状及设计要点的分析,发现其作用非常重要,可以对各个系统运行情况进行监测,收集相关数据,保证其正常运行,但是还存在一定问题,例如线路较多,连接容易出现问题,元件成本较高,不利于长期发展,因此在以后的设计和开发中,要积极采取措施进行解决,对其设计与应用方法等的创新。

参考文献

[1]周永耀,梁汉泉,曾永浩.浅析电力开关柜的智能控制器设计与应用[J].工程建设与设计,2013(1):113-115.

[2]王三元.低压开关柜的微机保护装置设计的研究[J].科技信息,2012(03).

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