摘要：本文对智能低压电器的概念进行了探讨，对我国智能化低压电器发展历程进行了简要的回顾，介绍了低压电器智能化发展涉及的相关新技术，最后指出了智能电网对低压电器智能化提出的要求及发展机遇。 一、什么是智能低压电器 到目前为止，国内外低压电器标准上还没有对低压电器智能化进行定义。但是，智能化低压电器这一说法已经被低压电器研发人员、设计人员、制造商及工程设计人员以及使用部门所接受。低压智能化电器应具有四个功能上的基本特征：保护功能非常齐全、蓝冠网址测量现实电流参数、故障记录与显示、内部故障自诊断等。 随着建筑电气的发展和智能电网的建设，拥有智能化功能的低压电器越来越受住宅配电系统供应商重视。10月28日，在南京举办的第二届中国国际电工电器装备博览会上，就有很多智能化的低压电器产品亮相。法泰电器(江苏)有限公司展出的FTB1带选择性保护小型断路器，就是智能低压电器的典型代表。FTB1 由法泰电器、上海电器科学研究所等联合开发，具有完全自主知识产权[1]。该产品属于第四代低压电器，填补了我国低压终端配电系统在选择性保护领域的空白，不仅分断能力高、产品体积小，而且具有选择性保护、智能化通信功能，能满足智能楼宇和智能终端配电回路系统的使用需求。同样具有智能化功能的还有百利特精电气股份有限公司研制的VW60新一代智能低压框架断路器。VW60万能式低压断路器产品具有体积小、短路性能强、操作机构新颖和现场总线技术水平高等特点。该产品的成功开发，可促进智能化低压配电与电控成套开关设备的发展，蓝冠客服从而推动配网智能化的进程。 智能化低压电器与普通电器相比具有以下优点： 1)普通配电电器会使配电系统产生高次谐波，而智能配电电器能够消除输入信号中的高次谐波，从而避免高次谐波造成的误操作。 2)智能过载电器可以保护具有多种起动条件的电动机，具有很高的动作可靠性，例如，电动机过载与断相保护、接地保护、三相不平衡保护以及反相或低电流保护等。 3)智能保护继电器具有监控、保护和通讯功能。 4)智能电器可以实现中央计算机集中控制，提高了配电系统的自动化程度，使配电、控制系统的调度和维护达到新的水平。 5)智能电器采用数字化的新型监控元件，使配电系统和控制中心提供的信息最大幅度增加，且接线简单、便于安装，提高了工作的可靠性。 6)智能电器可以实现数据共享，可以减少信息重复和信息通道。 二、我国智能化低压电器发展回顾 我国低压电器行业经过50多年的发展，从无到有、从小到大，取得了骄人的成绩。目前已经形成比较完整的体系，就低压电器品种、规格、性能、生产能力来看，基本上满足了我国国民经济发展的需要。 从20世纪90年代初开始，我国就着手研制具有智能化、可通信功能的第3代低压电器，到上世纪末本世纪初基本实现了低压配电网的智能控制和网络控制，以此满足配网自动化的需求。1990年联合上海人民电器厂、遵义长征九厂向原机械工业部申报国家重点企业技术开发项目，于1991年正式立项。该产品于 1995年通过鉴定，1997年开始投入小批量生产，型号为DW45系列，有3个框架等级2000A、3200A及6300A。其中6300A主回路为2 台3200A并联组合而成。DW45智能化投放市场后由于其高性能和高可靠深受用户欢迎，其产量不断攀升。DW45系列断路器目前年产量已超过20万台，是我国低压电器发展史上推广最成功的产品。由于DW45大量推广，使ME和DW17系列断路器产量逐步下降。目前DW45系列万能式断路器在配电系统中运行的产品已超过100万台。 但由于智能变电站、配电自动化、调度自动化等系统的研发与应用也在同期刚刚起步，因此，存在着需求分散、各成系统等问题，即系统平台不统一，各系统间很难实现互联和信息共享，造成不同地区、不同厂家生产的智能化低压电器等电器设备或高、低压电网间信息不通，数据上传不通，下达不畅，无法从根本上实现电力自动化目标。因此，我国具有智能化、可通信功能的第3代低压电器的推广应用并不十分理想，但从目前智能电网对电器设备的要求来看，已打下了一定的技术基础。 低压智能化控制系统在国外已广泛使用，这些系统往往省略了马达控制中心(MCC)，电动机起动器一般安装在电动机旁边，它们通过现场总线与中央控制室上位机连接。既能集中控制，又能现场操作。为了尽快跟上世界新技术发展潮流，上海电器科学研究所从2000年开始，专门成立现场总线研发中心，重点研究可通信低压电器以及低压智能配电网络系统及相关配套产品。苏州万龙电气集团和常熟开关制造有限公司参与该项技术及相关产品的研发工作。经过近十年研发，我们已经在第三代主要低压电器产品上实现可通信，包括可通信万能式断路器、可通信塑壳式断路器、可通信双电源自动转换开关、可通信交流接触器、可通信电动机保护器、可通信软起动器、可通信控制与保护开关电器等产品[2]。 通过以上一系列产品开发，使我国智能电器、可通信电器以及智能配电与控制系统相关技术跟上世界发展潮流。由于我国电工行业分割，各自为政，使该项技术及相关产品的推广带来困难。至今，我国智能化可通信低压电器及其系统推广并不理想。2009年美国提出了在美国发展与建设智能电网的设想，引起了全世界对智能电网发展的重视。当然也引起了我国高层领导的重视。我国已将智能电网发展与建设明确由国家电网公司统一规划、统一标准、统一实施。可以相信，随着智能电网建设与发展，我国智能化可通信低压电器及其系统必将带来新的发展机遇。

先进的控制技术是指智能电网中分析、诊断和预测状态并确定和采取适当的措施以消除、减轻和防止供电中断和电能质量扰动的装置和算法。这些技术将提供对输电、配电和用户侧的控制方法并且可以管理整个电网的有功和无功。从某种程度上说，先进控制技术紧密依靠并服务于其他四个关键技术领域，如先进控制技术监测基本的元件(参数量测技术)，蓝冠网址提供及时和适当的响应(集成通信技术;先进设备技术)并且对任何事件进行快速的诊断(先进决策技术)。另外，先进控制技术支持市场报价技术以及提高资产的管理水平。 未来先进控制技术的分析和诊断功能将引进预设的专家系统，在专家系统允许的范围内，采取自动的控制行动。这样所执行的行动将在秒一级水平上，这一自愈电网的特性将极大地提高电网的可靠性。当然先进控制技术需要一个集成的高速通信系统以及对应的通信标准，以处理大量的数据。先进控制技术将支持分布式智能代理软件、分析工具以及其它应用软件。 (1)收集数据和监测电网元件 先进控制技术将使用智能传感器、智能电子设备以及其他分析工具测量的系统和用户参数以及电网元件的状态情况，对整个系统的状态进行评估，蓝冠客服这些数据都是准实时数据，对掌握电网整体的运行状况具有重要的意义，同时还要利用向量测量单元以及全球卫星定位系统的时间信号，来实现电网早期的预警。 (2)分析数据 准实时数据以及强大的计算机处理能力为软件分析工具提供了快速扩展和进步的能力。状态估计和应急分析将在秒级而不是分钟级水平上完成分析，这给先进控制技术和系统运行人员足够的时间来响应紧急问题;专家系统将数据转化成信息用于快速决策;负荷预测将应用这些准实时数据以及改进的天气预报技术来准确预测负荷;概率风险分析将成为例行工作，确定电网在设备检修期间、系统压力较大期间以及不希望的供电中断时的风险的水平;电网建模和仿真使运行人员认识准确的电网可能的场景。 (3)诊断和解决问题 由高速计算机处理的准实时数据使得专家诊断来确定现有的、正在发展的和潜在的问题的解决方案，并提交给系统运行人员进行判断。 (4)执行自动控制的行动 智能电网通过实时通信系统和高级分析技术的结合使得执行问题检测和响应的自动控制行动成为可能，它还可以降低已经存在问题的扩展，防止紧急问题的发生，修改系统设置、状态和潮流以防止预测问题的发生。 (5)为运行人员提供信息和选择 先进控制技术不仅给控制装置提供动作信号，而且也为运行人员提供信息。控制系统收集的大量数据不仅对自身有用，而且对系统运行人员也有很大的应用价值，而且这些数据辅助运行人员进行决策。

x变电站综合自动化系统从其测量控制、安全等方面考虑,可划分为三个系统。 (1)监控系统。监控系统是完成模拟量输入、数字量输入、控制输出等功能的系统,一般具有测量和控制器件,用于站内线路和变压器运行参数的测量、监视,以及断路器、隔离开关、变压器分接头等设备的投切和调整。 (2)保护系统。在综合自动化系统中,继电保护宜相对独立,除输入量和跳闸要独立外,保护的启动、测量和逻辑功能也应独立,此时,蓝冠注册保护装置需要通过串行通信接口送出的仅是某些保护动作的指示信号或记录数据;也可通过通信接口实现远方改变保护定值。此外,一般要求的故障录波及测距功能由保护系统附带完成,如有较高要求,则配置专用设备并有相应的通信接口。 (3)断路器闭锁系统。变电站综合自动化系统应具有全方位的防误操作系统,以通过闭锁功能,有效地实现“五防”,从而保证电网和人身的安全。 1.关于后台监控机的几个问题 1.1后台监控机运行管理 在实际运行中,蓝冠网址已经多次出现了后台监控机由于人为和监控机本身等原因导致瘫痪不能工作,严重影响变电站的整体运行。为防止这种情况发生,一是要制定变电站后台监控机的运行和管理制度并严格执行,对值班人员进行约束,防止利用后台监控机玩游戏、上网,防止私自使用软盘和光盘使监控机感染病毒等。二是加强管理部门的定期和不定期检查,发现问题,立即处理,不留后患。三是设置操作系统和监控软件密码管理办法,只有管理部门和变电站站长掌握密码,普通值班人员不掌握密码,防止随意进入操作系统和启动、停运监控软件,防止使用后台监控机的软、硬件资源并遭到破坏。四是用监控软件封装操作系统,如东方电子生产的DF系列自动化系统的后台监控软件具有启动后封装操作系统的功能。监控软件封装操作系统是指当第一次启动后台监控机时,监控机自动启动操作系统后继续启动监控软件,直至启动到监控软件界面,如果停运监控软件,需要输入密码,只有掌握密码的人才能停运监控软件,进入到操作系统。目前,有一些变电站自动化系统的后台监控软件不具备这种功能,应与厂家技术人员共同解决。监控软件封装操作系统功能在防止后台监控机被别人使用和被破坏等方面是十分有效的。在选择后台监控软件时,应注意选择具有这种功能的产品。 1.2后台监控机机型的选择 由于后台监控机要求实时运行,处理的数据量比较大,响应速度快,而且处在强电磁环境,所以一般普通计算机无法满足要求,在选择时应选择高性能工控机。高性能工控机能够在强电磁环境工作,抗干扰性能强,能够实时运行,硬件设备工作稳定性好,能够满足变电站后台监控系统的要求。目前在一些变电站,由于后台监控机使用商用机、家用机和其它计算机,已经出现后台监控机损坏而不能工作情况。高性能工控机能够保证变电站后台监控系统的安全稳定运行。

何为智能变压器?一位变压器制造企业负责人表示，智能变压器就是增加变压器的事故检测和事故预防等功能，实现变压器的智能控制，灵活地服从电网的调配。目前，智能变压器的设计研发进行的如火如荼，而变压器的智能化改造，实现变压器的智能化监测也亮点纷呈。近日，由江苏南京供电公司与河海大学等多家单位联合研制的新型电力变压器故障诊断装置，成为变压器智能化的一个新案例，让我们看到智能变压器的“神奇”。 故障诊断装置实现在线监测 现场 6月25日，南京供电公司检修试验工区工作人员来到110千伏云南路变电站，从2号主变压器旁竖立的金属盒子装置上取出一枚小小的SD卡后，插入携带的笔记本电脑中，蓝冠一组组反映该变压器近期运行的温度、噪声、负荷情况等系列数据表格、图形跃然屏幕上。 该装置采用加速度传感器、电流传感器及温度、噪声传感器采集多路变压器箱体不同位置的振动、温度、环境噪声等信号，经过信号处理，蓝冠平台官网提取特征向量，来判别变压器的工作状态。如若变压器突发故障，装置会将故障信息通过报警模块打上时标通知有关技术管理和运行值班人员。操作人员可以实时观测变压器振动的实时图形，并可以对之前的图形细节部分进行放大和压缩，以获得某一具体时间段的状态信息。 原理 传统变压器故障诊断对非热故障以及早期发热不明显的热故障方法不足，故障点难以找到。上述金属盒子就是国内首套电力变压器故障诊断装置，首次采用了测量振动(噪声)的方法监测变压器内部故障，能够实现对变压器内部故障的实时在线监测功能。该项目提出采用振动(噪声)的方法，通过分析变压器身振动信号来判断变压器潜在故障。变压器绕组和铁芯结构或受力发生的任何变化都可以从它的机械振动特性上得到反映。绕组和铁芯的振动通过变压器结构体与绝缘油传递到变压器的箱体，引起箱体的振动，所以变压器箱体表面的振动信号特性与变压器的内部结构变化有密切的关系。 智能化需多种技术融合 变压器智能化涉及多方面的技术，主要包括传感器技术、集成技术、在线监测技术、信息技术等内容。根据变压器智能化的要求，需要对变压器的各种参量进行测量，因此需要开发各种技术更先进的传感器。同时，需要对传感器和变压器进行集成，各个功能的智能组件也需要在安全可靠的前提下进行集成，减少占地面积和工程造价。 变压器智能化的前提是实现运行状态在线监测，所以需要对在线监测技术研究，保证各种状态参量能够稳定地进行在线测量。另外，智能变压器的状态监测、自诊断和控制，都需要大量的信息进行处理。因此需要进行信息技术研究，保证这些海量数据能够按照需求进行处理，实现变压器智能化。 安装操作方便 实现多种功能 该新型装置具有安装简单、监测灵敏、在线监测系统与变压器无直接电气连接，安全可靠等特点，通过在变压器油箱上安装多组传感器，实现对变压器油箱顶部、底部、正面、侧面的振动加速度信号、周围环境噪声信号、采样时刻对应的负荷(电流)以及实时环境温度信号的测量与分析，以此对变压器绕组变形、松动、铁心松动等内部故障进行实时在线监测。 该装置不仅可实时显示振动波形、频谱图、功率谱图、特征频率值比较图等采样数据以及系统分析结果，还具有对装置本身运行状态信息的自检功能。据介绍，该装置犹如变压器的“私人医生”，当变压器发生异常时，装置内的GPRS模块即向设定的手机及时发送变压器告警状态、判断的故障类型和故障时间等信息。 该项目作为2011年度国家电网公司总部管理的重点科技开发项目，其核心技术已通过国家电网公司审查，列入国家电网公司2012年第一批海外专利申报计划。下一步，研究小组将深入研究获得的海量变压器振动、噪声数据，从宏观的角度分析数据。同时，研究数据“正常渐变”和“故障突变”的关系与规律，开展变压器故障准确定位和预报研究。