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低压电器节能及技术发展
——深圳泰永科技股份有限公司副总经理贺贵兵在第七届中国智能建筑电气沙龙上的发言
 
 
我演讲的内容主要包括两个部分,低压电器节能技术以及低压电器的技术发展。
1、低压电器节能及技术
低压电器是配电系统的一个组成部分,只有在配电系统的各个组成部分都不断尝试和推进节能产品的使用以及节能技术的应用,才能在真正意义上推动配电系统的节能工作,才能给由发电、输电、变电、配电、用电设备等组成的电力系统的全面节能提供支持。
 
节能首先要从法律法规层面有相应的政策支撑。低压电器的节能离不开政策的引导!我国国家法律、法规、地方法规以及电气专业相关标准规范相对比较健全。
 
    就低压配电系统而言,节能应在满足系统的可靠性、经济性及可行性的基础上,提高配电系统的运行效率,减少配电系统各个组成单元的单位能耗和系统损耗。节能的重点需要从系统和局部来综合考虑,从系统上评估供电方案、负荷计算、线路损耗以及配电设备配置的合理性。从局部看,重点在变配电设备、功率因数补偿设备、配电和控制电器元件以及环保材料的使用等。
 
1)主变压器、配电变压器的配置和选择
变压器是电力工业的主要设备之一,它在输送电能的同时也消耗电能。尽管变压器的效率有很大提升,但由于使用量大,应用范围广,而且目前我国仍有相当数量的高耗能变压器仍然在电网中运行,消耗的电能十分惊人。降低变压器的节能措施主要有:
(1)应选用低损耗、低噪音的节能变压器。可控自动调容调压配电变压器、非晶态合金材料变压器。
(2)正确进行负荷计算,合理选择变压器容量、台数、结线方式及运行方式。
(3)单台变压器的容量要适宜。负荷率在70%~80%的范围。
 
2)无功功率自动补偿控制器
在配电网中,若各用户低压侧配置了足够的无功补偿装置,则可使配电线路中的无功电流最小,也使配电线路的有功功率损耗最小,这是最理想的效果。另外,线路中的无功电流小,也使线路压降减少,电压波动减少。配电网中的用户端实现无功就地补偿是合理的无功补偿方式,大力推广应用自动控制装置提高线路功率因数,达到动态的管理,这是理想的节能降损办法。否则,即使在线路关口处的功率因数很高,也不能有效地降低线路的有功功率损耗。
 
3)低压电器节能型产品
节能减排是当前保护环境的头等大事,为了实现该目标,低压电器需要开发节能型产品,新能源用产品;另一方面是开发小尺寸、高性能的低压电器,能节省原材料和加工工时对应的能量消耗,并且电器本身尺寸的减小,也涉及安装这些产品的成套装置的尺寸减小,也达到进一步节能的目的。
对MA60智能型万能式断路器是一个很好的例子,与国内外部分产品体积的比较有很大的一个突破。即在相同的体积下,在满足GB14048.2的标准要求下,MA60可以比MA40万能式断路器承受更大的电流,可以高达125%的电流。这在很大程度上达到了节能降耗的目的。
 
2、低压电器的技术发展
低压电器发展方向主要取决于电力系统的发展需要和新工艺、新材料、新技术的研究和应用。随着电力事业的发展,低压开关电器的需求量日增,对低压电器经济技术指标的要求也越来越高。这里主要从4个方面逐一介绍:
 
1)双断点技术
        基本原理是双断点触头系统增加了一个断点,加强了短弧的近阴极效应,具有较高的电弧电压。利用整个回路开断后产生的2 个断点,相应的产生了2 个电弧电压,即Uarc = Uarc1 + Uarc2。根据电弧理论,产生一个电弧,相当于产生一个大电阻,在短路电流过来时,电弧燃烧可以消耗吸收大量能量,从而达到限流的目的,可提高短路分断能力。显然,双断点型结构较传统的单断点型结构消耗的电路能量的能力提高了一倍。从产品的分断能力来看,采用双断点技术的产品,最高分断能力达到150 kA,并且做到Icu = Ics
 
2)分断能力和限流技术
分断能力——在规定的使用和性能条件下,开关电器在规定的电压下能分断预期分断电流值的能力。
为了提高开断性能和缩小体积,降低短路电流对电网中其他电气设备的电动力和热效应,现今断路器已开始广泛使用限流技术,利用分断过程中快速增长的电弧电压来限制短路电流。
 
3)智能化技术
    从上世纪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年上海电科所、上海人民电器厂、遵义长征九厂联合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,长九型号为MA40,行业型号为DW45系列,有3个框架等级2000A、3200A及6300A。
 
4)创新设计 — 仿真技术和电弧测量技术
有关断路器的仿真主要包括了操作机构的动力学仿真、脱扣机构电磁仿真、断路器分断电弧仿真、触头和双金属片的热、力学仿真。是国内首家全面应用于ACB、MCCB、双电源开关新产品的设计开发。