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施耐德電氣：從安全到智能（néng），細數中壓開關設備（bèi）的“前世今生”

2019-5-21 來源（yuán）：施耐（nài）德作者（zhě）：-

北京2019年（nián）5月21日隨著國家（jiā）電網提出“建設‘三型兩網’世界一流能源互聯網企業，推動企業戰略升級”的目標，未（wèi）來堅（jiān）強智能電網和泛在電力物（wù）聯網，二者將相輔相成、融合（hé）發展（zhǎn），形成強大的價值創（chuàng）造平台，共（gòng）同構成能源流、業（yè）務流、數（shù）據流“三流合一”的能源互聯網。在2019到（dào）2021年的戰（zhàn）略關鍵期，電網公司年化投資將從100億上升到400-600億，上線終端（duān）達到50億個，這（zhè）也就（jiù）意味（wèi）著（zhe）在泛在電力（lì）物聯網的采（cǎi）集和控製兩大應（yīng）用（yòng）場景中所使用的包括高級計量、分布式配電自（zì）動化、用（yòng）電負荷（hé）需求側響應、分布式能源調控等終端設（shè）備（bèi）將大（dà）量（liàng）增加，因此在安全可靠的基礎上，底（dǐ）層設備的智能化，精準采集和（hé）傳輸數據能力，控製側的邊緣（yuán）計算和專（zhuān）業分析能力，將（jiāng）對達到“電力泛在”狀態，實現電能的“自動按需分配”至（zhì）關重要。這就要求底（dǐ）層的開關設備在保證安全、可靠運行的同時，還要具備智能高效、靈活緊湊的屬性，並能經受惡（è）劣環境的考驗。

衍變，中壓開關的前生今世

從傳統（tǒng）開關設備向智能電網時代開關設備的轉變（biàn）過程中，發生過五個關（guān）鍵的行業標準變化 --

斷路器（qì）取代開關後，受電力中斷（duàn）影響的客戶數量變少（shǎo），變壓器能在維持低載狀態時，更早地發現故障；

遠程監控（kòng）實現後，饋線自（zì）動化，網絡自愈，優化負載；

傳感器技（jì）術的引入，智能電網可（kě）實現實施管理保護鏈；

智能電表的使（shǐ）用，可實時洞察電力可用（yòng）性；

模塊化結構的應用，可靈活整合可再生能源（yuán）來源和分布式能源來源（yuán）。

隨著中壓開關（guān）設備的技術進步，智能電網的效益在不斷提升。作為中壓開關設備的重要組成，斷路器、傳感器和繼（jì）電保護器技術都在不斷演進 --

斷路器技術：從最初體積龐大、需頻繁維護的抽出式（shì）空氣絕緣斷路（lù）器，到體積小、存在（zài）安全隱患的油斷路器，發展到安全（quán）可靠的六氟化硫（liú）和（hé）真空斷路器；真空（kōng）斷路器極柱（zhù）從（cóng）真空泡裸露（lù）到組裝式極柱，再到環氧澆注固封（fēng）式極（jí）柱；斷路器的（de）操動機構從複雜裝配（pèi）機構到模塊（kuài）化（huà）機構，再到永磁機構；各項技術都得（dé）到了極大的發展。

開關櫃技術（shù）：從空氣絕緣金屬（shǔ）封閉開關設備到氣體絕緣金（jīn）屬封閉開（kāi）關設備，再到環保氣體絕（jué）緣開（kāi）關設備，固體絕緣開關設備，不同絕緣方式的開關櫃方案競相登場。二次配電開關設備也經曆了類似的演變：從最初使用保險絲的簡單開關，到將三種功能適配於一個金屬槽的環網櫃 (RMU) 誕（dàn）生，再（zài）發展為使用最佳（jiā）耐受力的六氟化硫現代環網櫃。

傳感器（qì）和保（bǎo）護繼電器（qì）技（jì）術：傳感器和保護繼電器是緊密相連，技（jì）術同步演進。傳感器如（rú）“眼睛”，將電流圖像傳送給“大腦”保護繼電（diàn）器，後者分（fèn）析圖像以確定信號為正常或故障。如發現故（gù）障，保護繼（jì）電器會向斷路器機製發送跳閘信（xìn）息。從機電式（shì）設計的（de）老（lǎo）式（shì）保護繼電器到如今新型數字繼電器隻（zhī）需要低功率電流互感器 (LPCT) 提供信號。

未來，一切始於物聯

施耐德（dé）電（diàn）氣認為，雖然中壓開（kāi）關櫃（guì）的物理特性基本保持不變（biàn），但為了適應智能（néng）電網，其技（jì）術及運行方式正在發生改變 --

未（wèi）來智能電網將更多使用斷路器：在配電網絡（luò）環路關鍵結點配置斷路器是（shì）減少受停電事故影響的（de）客戶數量以及縮短（duǎn）恢複供電用時的高效方（fāng）式（shì）。

遠程控製變得至關重要：遠程控製和監測功能對實現雙向通信、饋線自動化和自愈網絡以（yǐ）及優化配（pèi）電網絡周邊負載（zǎi）有重要作用（yòng）。

低（dī）功（gōng）耗傳感器和數（shù）字電表有效提升控（kòng）製和監控能力：緊湊型低功率電流互感器 (LPCT) 和低功（gōng）率（lǜ）電壓互感器 (LPVT) 可取代傳統的大型 CT 和 VT。如今的 LPCT 提供創新的電流傳感器，允許在更大程度（dù）上控（kòng）製和監測保護（hù）鏈及其周邊。此外，實時（shí）查看可用電源（yuán）對智能電網應用（yòng）至關重要，還將需要安裝更多與傳感器相關的功率計。

模（mó）塊化是關鍵：中壓開關櫃將在整個智能電網網絡中變得更加分散，模塊（kuài）化配電櫃也將滿（mǎn）足靈活性需求。

從目前的智能電網建設進（jìn）度看，主網已基本實現了智能設備的全覆蓋，但配售（shòu）端仍有待提升。在2021年要初步建成泛在電力物聯網這一目標驅動下，電類感知層設備投資有望提速，未來對於智能（néng）物聯設備的接入需求將會增大，位於底層的負責信息采集和信號處（chù）理的感知層目前麵（miàn）臨的最大挑戰是實（shí）現終端（duān）標準化（huà）統一，以及（jí）通信、計算等（děng）資源共享，在源端（duān）實現數據融通和（hé）邊緣智能。

基於模塊（kuài）化和緊湊設計（jì）理念（niàn），結合先進的傳感、固體絕緣等技術，施耐德電氣對自身的開（kāi）關設備產品進行了全麵的智能化升級，並推出了包括 Smart PIX 係列智能中壓盤櫃、Premset 全新一（yī）代中（zhōng）壓開關設備、Smart RMU 智能環網櫃、Smart HVX 智能中壓斷路器在內（nèi）的一係列麵向未來的開關產品與成套設備。未（wèi）來，施耐德電氣也將繼續保（bǎo）持在這些（xiē）方麵的研發投入，並通過（guò）完善行業生態圈的建設，攜手更（gèng）多國內的上下遊廠商與合（hé）作（zuò）夥伴，進一步開發兼具創新性和（hé）高性價比的開關設備與解決方案，共同為能源數字（zì）化願景的實現賦能。

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