智能电网促进低压电器发展

智能电网促进了低压电器新品种的开发与新技术的应用内容1智能电网的来由和内容2可视化电能管理系统与智能电表3为新能源服务的低压电器4用于再生能源的智能接触器5保证供电可靠性与连续性的选择性断路器6国家针对智能电网研究项目1智能电网的来由和内容世界上超过40%的电力供应以煤炭作为燃料，使发电成为二氧化碳排放最大和上升最快的来源。电力需求不断增长，这些因素正推动着电力工业根本性变化。智能电网滿足日益增张的容量需求安全、可靠与高质量供电增效节能再生能源并网，实现可持续发展促进低压电器新的发展滿足日益增张的容量需求。据国际能源署预测，未来20年，我们每周将要增加一座1GW的电厂和相关电网设施。发电量必须增加，但同时必须减少温室气体排放。今天，发电、输电和用电的方式均不够高效。由于效率低下，从一次能源到有效电力消费的整个能源链中，损失了大约80%的能源。虽然可再生能源发电的增长很快，但可再生能源在整个能源结构中所占比重仍然很低。一次能源和电能需求增长的比较供电可靠性输电量越大，系统运行就越接近稳定的极限。然而，停电或甚至较小的扰动事故也越来越难以令人接受。据美国最近完成的一项研究报告显示，不可靠的电力系统每年导致的经济损失高达800亿美元。更加可靠的电力供应不仅有助于经济发展，提高生活质量，而且也对气候变化有着积极影响。如果电力系统能安全地处理和稳定电网扰动，则系统将要求较少的备用电厂，也就意味着更低的排放。国际能源署预测，未来20年，增效节能将能更好地遏制二氧化碳排放，其效果超过全球安装的所有其它减排方案的总和。ABB传动系统每年就可帮助用户减少1.7亿吨的二氧化碳排放，相当于德国总排放量的20%。增效节能制造业的节能潜力：电机系统提供了巨大的机遇(数据摘自国际能源署报告1艾焦耳(EJ)=1018焦耳再生能源并网，实现可持续发展采用太阳能、风能、潮汐或地热能发电，无疑是避免二氧化碳排放的有效方法。随着技术的改进、转换效率的提高以及生产成本的下降，这些能源对未来能源的贡献将会增加。间歇式风力发电是电网稳定的另一大挑战，能源储存将最终帮助克服间歇性的供电问题。连接遥远的海上风电场的风电，也需要相应的技术。高压直流输电则是跨海输电的好办法。智能电网应用的新技术高质量、可靠、安全供电控制与管理电网的监测控制与数据采集(SCADA)和能源管理系统(EMS)配电系统的可视化电能管理楼宇自动化通伩与闭环控制柔性输电技术硬件柔性交流输电技术FACTS(FlexibleACTransmissionSystem)综合电力电子、微机处理技术、控制技术以提高输电系统可靠性、可控性、运行性能和电能质量包含器件STATCOM静态无功发生器SVC静态无功补偿器STATCON静止调相器UPFC综合潮流控制器SSCB固态断路器等为了维持稳定的电压，需要提供快速、充足的无功功率，尤其是感应电机所占负荷比例很高的时候，例如城区空调类负荷，在电网故障期间受到的影响尤为显著。采用SVC(静止无功补偿装置)应对上述挑战是非常理想的解决方案。利用SVC抑制大城市电网的电压崩溃SVC由晶闸管控制电抗器(TCR)、晶闸管投切电容器(TSC)组成基于轻型SVC(静止同步补偿器)的储能系统VSC由IGBT和半导体二极管组成的锂电池模块组成能支持电网的黑启动，可以在应急电源启动前提供电力向电网提供最优化的有功和无功功率的综合支持在支持峰值负载、优化电价定价方面，该技术成为强化输配电网络的一种行之有效的选择，并且也使得减少高峰用电、避免支付高电价的想法成为可能动态储能装置可以提供电力质量控制，以配合铁路电气化，同时可以平衡风能和太阳能产生的电力(这两种能源的随机变化性都很高)。动态储能系统应用于多个领域促进低压电器新的发展智能低压断路器的电能管理与优质服务的配电与用电系统可再生能源用新型低压电器保证供电可靠性与连续性的迭择性断路器开发节能与智能低压电器2可视化电能管理系统与智能低压断路器智能低压断路器的可视化电能管理与优质服务的配电与用电系统这些特性体现在低压配电系统和智能化断路器上可理解为实现强有力的全面的电能管理，可实时监测能源损耗，提高电力质量，根据用户情况制定配电系统管理和维护计划，使配电系统的节能增效更深入和高效。节能增效提高电力质量可视化日本三菱公司的可视化管理系统管理节能测量显示器MDU可测电压、电流、功率、电能、谐波电流和功率因素，实现电能管理，带接口模块CC-Link任选功能的MDU可将测量数据传到上级网络。当断路器故障时，可发出警报。+++能量检测单元EcomMonitorProMDUEcomMonitorII配套的测控单元MDU(MeasuringDisplayUnit)和MDU2省接线、省空间有专用电缆和MDU2连接ABB公司的家用智能仪表ABB电子式家用计量仪ABB的电子式家用计量仪(EDSM)数据网关公用事业单位(电、水、煤、热等)可以远程访问电子计量仪计算能源消耗量公用事业单位的员工定期人工抄表的情况将成为历史这种仪表与“数据网关”装置相结合，可让用户观察并跟踪能耗情况，以便从中发现优化能源使用的最佳方法,鼓励消费者在电费较低时段使用高耗能电器，例如洗衣机3为可再生能源服务的新型低压电器为新能源服务的新型低压电器光伏串保护断路器直流断路器带熔断器隔离开关隔离开关交流断路器Moeller公司用于光伏电池新的直流开关系列C10-FD带熔断器隔离开关，额定电流至20A，1000VDC，可作过载与短路保扩PKZ-SOL光伏串保护断路器，额定电流至60A，1000VDC，带过载和短路保护，可防止正常模块对故障模块的反馈电流直流断路器，电流达1400A，开断能力15kA至70kA,750V，也派生相应的隔离开关，可带短路与过载保护Moeller公司新型为光伏电源用直流电器户外的P-SOL隔离开关，额定电流至60A，用于光伏站可带分励和欠压脱扣器，以便于遥控，也有户内型工作特点：当电池串某一单元短路时，它的短路电流与正常工作电流相比，数量上大的不多，因而不适于用普通过载方式来保护而当阳光强时，它的工作电流会很大，也不适合用瞬时脱扣器来作为短路保护保护光伏电池串主要是保护逆向电流保护逆向电流保护光伏电池串的高性能微断S800PV-s(ABB)开断电流Icu为5kA。施耐德公司光伏系统C60PVDC,C60NADC,SW60DC直流微断C60PVDC保护光伏模块的断路器：绝缘电压1000V；工作电压650V；额定电流10，16，20A；开断能力Icu=1.5kA；操作无极性C60NADC串隔离开关：绝缘电压1000V；工作电压650V；最大工作电流20A/650Vto50A/300V；操作无极性；最多可控制超过3串光伏模块SW60DC隔离开关：绝缘电压1000V；最大工作电压650V；最大工作电流63A；单向操作C60NAC60PV电网风轮机发电机交流690V交流10kV或35kV交流110kV或220kV变压器变压器变流器双馈式风力发电机原理示意图风力发电需要690的开关电器分断能力：250壳架塑壳断路器250A直流塑壳断路器250/225A(2PDC250V)020406080100120140160IcuIcs国产单断点ABB(TMAX4)三菱(WS)国产双断点双断点可大幅度提高塑壳直流和690v的开断性能4用于再生能源的新型智能接触器用于再生能源的新型接触器风力发电和光伏电池随风力大小和阳光强弱输出变化很大，为了提高效率，需要不断接通或断开某些线路，因而采用接触器作为主电路或分支电路分合用比较合适新能源用接触器的技术要求；工作类别：AC-1;额定电压高、电流大操作频率低;电寿命和机械寿命不高有开断能力和短耐要求施耐德ABBMoellerTesys-FAFXstartABB风力发电用三极接触器AF1350/AF1650额定电流至1650A额定电压至1000VAC1电子控制AF1350/AF1650的主要技术指标额定电压1000V额定频率25…400HZ额定电流AC-11350/1650A短时耐受Icw1s10000/12000A最大分断能力Cosφ=0.35400V10000/12000A操作频率次/hAC-160电寿命50000机械寿命50000用途风力发电的主或支路接触器；变频调速或软起动器的主或支路接触器；船用星/三角起动器；双电源转换开关很宽的控制电压范围；功率损耗小，保持功率20w；吸合和释放极限电压值时无振动；能防止电压跌落,能承受20ms电压下陷或跌落,满足SEMI-F47规范；无噪声；可用PLC控制特点SEMI-F4780%70%50%1s500ms200ms5保证供电可靠性与连续性的迭择性断路器选择性保护的特性配合当支路1短路时，若短路电流为I1，短路电流使断路器Q2首先动作，而主开关Q1由于短延时而没有动作，这就保证了其它支路，如支路2和3的可靠供电。低压配电系统的选择性保护当前选择性断路器的技术向以下几方面发展：1．局部选择性提升到全局选择性；2．低压配电系统的选择性保护范围从电源侧向终端侧延伸；3.快速多层次区域联锁保护4．开发高限流性能的负载端断路器。。生产发展和人民生活的提高，低压配电系统的用电设备和分支回路日益增多，选择性保护变得越来越受到人们关注A类断路器在短路情况下，无明确指明其有选择性保护功能，而B类断路器则明确指明有选择性保护功能选择性断路器的技术发展框架主开关实现完全选择性方法采用双断点结构单断点加强补偿力小规格断路器实现选择性方法小规格断路器也用电子脱扣器带短延时，如施耐德公司的NSX100A采用机械式短延时脱扣器的全选择性小型断路器下级开关采用高限流性能断路器局部选择性与全选择性全选择保护是指当故障电流达到下级断路器最大故障电流时都能实现选择性，局部选择性只是当下级断路器在规定的故障电流下才能实现选择性保护.实现全局选择性条件：Icu=Ics=Icw低压配电系统的选择性保护范围从电源侧向终端侧延伸新型旋转双断点塑壳断路器NSX与老型号NS相比，其主要特点之一是额定电流为100A的小规格断路器也带有micrclogic电子脱扣器，具有短路短延时保护，其延时调节范围为20-500ms，短路短延时电流整定值和瞬时脱扣器整定值都可以调节，Ii=1500A,Isd=1000A,它与用于终端的小型断路器Multi9配合可实现完全的选择性保护.施耐德公司新老型号配电系统的对比优点：完全选择性节省安装时间，无需过高选择断路器规格，使断路器和开关柜的尺寸变小带短路短延时保护的小规格塑壳断路器采用机械式短延时脱扣器的全选择性小型断路器用于终端的小型断路器采用电子式脱扣器来实现短路短延时保护，结构复杂、成本高，特别是小型断路器还是单极的，因而当前国际上的发展，是选择型小断路器采用机械式短延时结构，并且为了达到上下级小断路器的全选择性配合，引入了限流辅助回路,提高断路器对短路电流的电动和热稳定性ABB公司S700与S750国内开发VB60额定电流：S700100AS75063AVB60100A开断能力：S70025kAS75025kAVB6015kAMCB(B,C特性，限等级3)SMCB(E特性)I/A2025324050638010013TTTTTTTT16TTTTTTT20TTTTTT25TTTTT32TTTT40TTT50TT63T上下级按1.6：1的额定电流比可实现全选择性匹配脱扣器脱扣器逻辑等待信号D1D2快速多层次区域联锁保护区域联锁保护当下游断路器检测到短路故障时送出一逻辑等待信号给上游断路器，让它在下游故障消除前闭锁而不能动作新的检测故障的算法和集成电路•EFDP算法（EarlyFaultDetectionandPrevention），它检测短路故障仅需300us;•新的集成电路节省动作时间基础上能快速实现检测和区域联锁功能•测量功能：三相与中线电流，与电压模块VM210结合可测电压、功率、功率因素与电能，与面板上显示模块FDU结合，可显示脱扣器状态与测量数据PR223EF智能脱扣器快速区域联锁保护新的智能脱扣器ABB公司