Transcript 第一章绪论
《智能低压电器》 物理与电子信息工程学院 第一章 绪 论 1.1 课程概述 《智能低压电器》是电子信息专业的选修课，作为一门 特色课程。本课程是介绍电器智能化的概念、原理、方 法、技术和应用的课程。通过学习，使学生获得智能低 压电器的有关知识和应用智能低压电器的初步能力。 本章教学内容： 什么是电器？什么是智能电器？什么是电器智能化？ 典型智能电器结构原理 电器智能化技术的发展 学习方法与成绩考核 1.2 智能电器概述 一、几个基本概念 1、电器：是完成电路监测，控制电路接通或分断操作的设备。 2、电器的定义：凡是根据外界指定信号和要求，自动或手动 接通或断开电路，断续或连续地改变电路参数，以实现对电路 或非电对象切换、控制、保护、检测、变换和调节用的电气设 备称为电器。 如：电压互感器、电流互感器、断路器、接触器、各类继电器 等开关电器，主要用于电力传输与分配、电力系统继电保护、 工业及民用用电设备供电与保护等场合。 电压互感器 电流互感器 接触器 继电器 断路器 3、智能电器：包括智能电器元件和智能化开关设备。 4、智能电器元件定义：是采用①微机控制技术②现代传感器技 术③模拟量数字处理技术及④计算机数字通信技术，具有自动 监测和识别故障类型及操作命令类型的功能，能根据故障和操 作命令类型来控制电器元件操作机构动作的电器元件。 ZM30Z系列智能型塑壳断路器 ZW1系列智能型万能式断路器 5、智能化开关设备定义：由一次开关电器元件和智能监控单元组 成。智能控制单元不仅可替代原有开关设备二次系统的测量、保护 和控制功能，还应能记录设备各种运动状态的历史数据、各种数据 的现场（当地）显示，并通过数字通信网络向系统控制中心传送各 类现场参数，接受系统控制中心直接进行远方操作与管理。 MNS型低压开关柜 GCS型低压抽出式开关柜 二、智能电器的基本特点 （1）现场参量处理数字化 模拟现场参量仪表 数字现场参量仪表 （2）电器设备的多功能化 数字化仪表；可设置保护类型、保护特性、保护阈值；监 控对象；记录故障过程；打印等功能。 智能仪表 无纸记录仪 （3）电器设备网络化（P6 ） 基于以太网的工业控制网 （4）实现分布式管理与控制 （5）可组成全开放式系统 工控网现场 1.3 智能电器一般组成结构 智能电器包含元件和成套设备，由于主要完成的功能不 同，组成结构也有所区别。 一、智能电器元件（P4） 1、硬件组成结构 智能电器由一次开关电器元 件和智能监控单元组成，智能 监控单元是智能电器的核心， 由单片机、信号采集电路、电 源、按键、显示器、执行器、 输出模块、通信模块等几个部 分组成“其中单片机是智能监 控单元的核心" 智能电器元件的结构组成 2、软件组成结构 智能电器监控单元软件结构多采用以实时多任务调度为基 础的模块化、层次化、结构化设计。 硬件驱动层直接面向硬件 的最低层、有与硬件联系紧 密的功能。如运行现场模拟 量采样和开关量信息检测、 监控单元自身运行状态的监 视、各种保护和操作控制命 令的执行、显示输出、键盘 智能监控单元软件的层次划分 管理等，都由驱动层中相关 的程序模块来完成。 二、智能成套开关设备(P5) 成套开关设备由一次电路中的开关电器元件和智能监控单 元组成。 一次元件 智能监控 单元 一次元件包括开关柜内所有安装在一次则的电器元件，如 ：电压互感器、电流互感器、隔离开关、执行电器（断路器 、接触器、负荷开关）、接地开关等。 1.4 电器智能化技术的发展 历史机遇： 2010年3月，国务院总理温家宝在政府工作报告中指出 “大力开发低碳技术，推广高效节能技术，积极开展新能 源和可再生能源，加强智能电网建设”。 国家电网公司智能电网的总体发展目标是：“建设以 特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展，具有信息化 、自动化、互动化特征的自主创新、国际领先的坚强智能 电网。”坚强智能电网主要围绕发电、输电、变电、配电 、用电、调度等六大环节及通信信息平台进行建设，全面 覆盖传统电力系统所有的领域。 根据“三步走”的部署，经分三个阶段推进坚强智能电 网的建设，分别是：规划试点阶段（2009-2010年），全面 建设阶段（2011-2015年）和引领提升阶段（2016-2020年） 。 对于用电部分，主要有以下研究热点： 用电信息采集；智能用电小区；智能大用户服务；电动 汽车充放电；双向互动服务；智能用电检测设备； 对于配电部分，主要有以下研究热点： 智能配电设备，配电自动化与配网规划，分布 式电源和微网控制、保护及接入； 传统开关电器用于控制电路的通断，控制负载的电源，保护 负载。简单地说，开关电器是一种决定是否停电的设备。其技 术主要体现在机械设计技术与机械制造技术上。 开关电器原来 归属机械设备。 kV 12 真 空 断 路 器 电器智能化是多学科交叉和融合的结果，它涵盖了传统 电器、电力系统自动化、微机控制、微电子技术、电力电 子技术及数字通信和计算机网络等多种学科的相关知识。 电力电子 电器电子化 微机技术 电器智能化 微机技术 电器可通信 该课学习特点和要求： 1、先修课程：普通物理、模拟电子技术和数字电子技术 、单片机原理及应用等课程或其它有关知识。 2、学习特点：偏重应用性，实用性和技术性。 3、智能电器品种繁多，了解典型智能电器的基本原理。 使用教材： 1、王汝文， 《电器智能化原理及应用》，电子工业出版社。 参考书： 2、邹积岩，智能电器，机械工业出版社。