施耐德電氣：從安全到智能，細數(shù)中壓開關設備的“前世今生”

北京2019年5月21日 /美通社/ -- 隨著國家電網提出“建設‘三型兩網’世界一流能源互聯(lián)網企業(yè)，推動企業(yè)戰(zhàn)略升級”的目標，未來堅強智能電網和泛在電力物聯(lián)網，二者將相輔相成、融合發(fā)展，形成強大的價值創(chuàng)造平臺，共同構成能源流、業(yè)務流、數(shù)據流“三流合一”的能源互聯(lián)網。在2019到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，上線終端達到50億個，這也就意味著在泛在電力物聯(lián)網的采集和控制兩大應用場景中所使用的包括高級計量、分布式配電自動化、用電負荷需求側響應、分布式能源調控等終端設備將大量增加，因此在安全可靠的基礎上，底層設備的智能化，精準采集和傳輸數(shù)據能力，控制側的邊緣計算和專業(yè)分析能力，將對達到“電力泛在”狀態(tài)，實現(xiàn)電能的“自動按需分配”至關重要。這就要求底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，并能經受惡劣環(huán)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過程中，發(fā)生過五個關鍵的行業(yè)標準變化 --

1. 斷路器取代開關后，受電力中斷影響的客戶數(shù)量變少，變壓器能在維持低載狀態(tài)時，更早地發(fā)現(xiàn)故障；
2. 遠程監(jiān)控實現(xiàn)后，饋線自動化，網絡自愈，優(yōu)化負載；
3. 傳感器技術的引入，智能電網可實現(xiàn)實施管理保護鏈；
4. 智能電表的使用，可實時洞察電力可用性；
5. 模塊化結構的應用，可靈活整合可再生能源來源和分布式能源來源。

隨著中壓開關設備的技術進步，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空氣絕緣斷路器，到體積小、存在安全隱患的油斷路器，發(fā)展到安全可靠的六氟化硫和真空斷路器；真空斷路器極柱從真空泡裸露到組裝式極柱，再到環(huán)氧澆注固封式極柱；斷路器的操動機構從復雜裝配機構到模塊化機構，再到永磁機構；各項技術都得到了極大的發(fā)展。
• 開關柜技術：從空氣絕緣金屬封閉開關設備到氣體絕緣金屬封閉開關設備，再到環(huán)保氣體絕緣開關設備，固體絕緣開關設備，不同絕緣方式的開關柜方案競相登場。二次配電開關設備也經歷了類似的演變：從最初使用保險絲的簡單開關，到將三種功能適配于一個金屬槽的環(huán)網柜 (RMU) 誕生，再發(fā)展為使用最佳耐受力的六氟化硫現(xiàn)代環(huán)網柜。
• 傳感器和保護繼電器技術：傳感器和保護繼電器是緊密相連，技術同步演進。傳感器如“眼睛”，將電流圖像傳送給“大腦”保護繼電器，后者分析圖像以確定信號為正?；蚬收?。如發(fā)現(xiàn)故障，保護繼電器會向斷路器機制發(fā)送跳閘信息。從機電式設計的老式保護繼電器到如今新型數(shù)字繼電器只需要低功率電流互感器 (LPCT) 提供信號。

未來，一切始于物聯(lián)

施耐德電氣認為，雖然中壓開關柜的物理特性基本保持不變，但為了適應智能電網，其技術及運行方式正在發(fā)生改變 --

• 未來智能電網將更多使用斷路器：在配電網絡環(huán)路關鍵結點配置斷路器是減少受停電事故影響的客戶數(shù)量以及縮短恢復供電用時的高效方式。 
• 遠程控制變得至關重要：遠程控制和監(jiān)測功能對實現(xiàn)雙向通信、饋線自動化和自愈網絡以及優(yōu)化配電網絡周邊負載有重要作用。
• 低功耗傳感器和數(shù)字電表有效提升控制和監(jiān)控能力：緊湊型低功率電流互感器 (LPCT) 和低功率電壓互感器 (LPVT) 可取代傳統(tǒng)的大型 CT 和 VT。如今的 LPCT 提供創(chuàng)新的電流傳感器，允許在更大程度上控制和監(jiān)測保護鏈及其周邊。此外，實時查看可用電源對智能電網應用至關重要，還將需要安裝更多與傳感器相關的功率計。
• 模塊化是關鍵：中壓開關柜將在整個智能電網網絡中變得更加分散，模塊化配電柜也將滿足靈活性需求。

從目前的智能電網建設進度看，主網已基本實現(xiàn)了智能設備的全覆蓋，但配售端仍有待提升。在2021年要初步建成泛在電力物聯(lián)網這一目標驅動下，電類感知層設備投資有望提速，未來對于智能物聯(lián)設備的接入需求將會增大，位于底層的負責信息采集和信號處理的感知層目前面臨的最大挑戰(zhàn)是實現(xiàn)終端標準化統(tǒng)一，以及通信、計算等資源共享，在源端實現(xiàn)數(shù)據融通和邊緣智能。

基于模塊化和緊湊設計理念，結合先進的傳感、固體絕緣等技術，施耐德電氣對自身的開關設備產品進行了全面的智能化升級，并推出了包括 Smart PIX 系列智能中壓盤柜、Premset 全新一代中壓開關設備、Smart RMU 智能環(huán)網柜、Smart HVX 智能中壓斷路器在內的一系列面向未來的開關產品與成套設備。未來，施耐德電氣也將繼續(xù)保持在這些方面的研發(fā)投入，并通過完善行業(yè)生態(tài)圈的建設，攜手更多國內的上下游廠商與合作伙伴，進一步開發(fā)兼具創(chuàng)新性和高性價比的開關設備與解決方案，共同為能源數(shù)字化愿景的實現(xiàn)賦能。