智能化监控、保护电器

电器产品的工农业生产，国防和电力工业必不可少的基本工业产品。

传统的电器产品内部多采用电磁式机械结构，它所具有的功能十分有限，己无法适应现代电网发展的需要。主要表现在：

1．性能差、特性不一致（分散性大）；

2．体积大、成本高；

3．功能单一、难以构成大规模的自动化系统。

随着微电子技术、数据处理技术、光纤传导技术、传感器技术和电力电子技术的发展和广泛应用，电器产品己发生了极大变革，新型、机电一体化、多功能的电器产品不断涌现，用计算机作为监测汁量、控制和保护的核心，与断路器配合所构成的智能化电器产品，有以往电器产品无法比拟的优越性而日益受到广大用户的认可和喜爱。

新型智能化电器产品的优点是：

1、功能更多

以往机电式和集成电路式的电器产品所具备的功能，计算机都可以很方便地实现，而新型智能化电器还可实现常规电器难以实现的功能。

如故障录波、事件顺序记录，这些功能可在电力系统出现故障时将故障前、故障中和故障后的各种信息记录存贮，以便对故障进行分析，及时排除。

再如开关柜自身工作状态（如温度、湿度、真空度、操作机构状态等等）的在线监测，也只有将传感器技术、计算机技术和光纤传输技术引入后才得以实现。

针对电机和其它供用电设备工作特性所采用的自适应保护也必须通过计算机来完成。因此以计算机为代表的新技术应用于电器产品中，使传统电器产品获得了新的活力。

2．功能一体化

新型电器可将计量、保护、控制、通信、记录等多种功能集为一体，使得电器产品具有：

（1）体积更小，重量轻：

（2）成本下降，具有极高的性能价格比：

（3）设计简单，维护方便，操作更加灵活，布线工作量大为减少。

以经济性为例来比较新型电器与常规电器。在过去的十多年内，由于金属材料价格的不断上涨，机电式电器产品价格一直呈上升趋势，而计算机等电子元器件的价格却直线下降，这就使得新型电子电器在价格上具有极大优势，一台常规10KV开关柜，目前柜中各种仪表，保护电器和信号电器的价格都在3～5干元，而一台新型智能化测控单元的价格也基本与其相同，但其功能就远远超过常规电器。

3．新型电器产品的功能更强、更准、更可靠

新型电器产品完成常规电器产品的功能时，完成的质量更高，如计量功能，新型智能化测控单元可实现电压、电流、功率、电能、频率等全部电气量的计量功能，并且可对开关柜内母线、连接点和断路器的温升，操作机构状态等进行监测。

保护功能也更为准确、迅速，常规保护电路故障检出．动作信号传递等都需要时间，再加之机电式电器产品特性具有的分散性，较难以保障动作的精确性，而数字式的新型电器产品的特性具有不随温度、电源电压变化而变化，不随元件不同而差异（只要数值存入存贮器中，这一数值将始终不变），因而保障动作准确、可靠。

4．智能化电器是实现电力系统自动化的基础

每一个智能化单元均可通过其通信接口将计量、保护、控制信息传递到上位机，从而实现电力系统自动化。

系统可实现：

（1）电力调度自动化、完成“遥信、遥通、遥控和遥调”；

（2）继电保护远方投退，定值当地／远方设置；

（3）故障记录（故障波形、故障动作顺序）；

（4）各种操作记录，防误操作；

（5）各种报表显示、打印；

（6）进一步实现电网经济调度，故障分析专家系统等。

现已研制出XJ-II系列和XJ-III系列断路器智能化测控制单元，变电站综合自动化系统和开关柜温升在线监测仪等多种新型电器产品。这些产品符合中国国情，依据国家标准和电力部各种运行管理规范及操作习惯所设计，其中许多产品已在电力系统中运行，取得了较好的应用效果。

一、断路器智能化测控单元（JX-II型系列）

本测控单元与断路器配合可实现35KV和10KV系统中变压器、电机、电容器和馈电线路的计量、保护、控制与通信功能，替代开关柜中原有二次电路。实现断路器的智能化控制。

主要功能：

1．计量功能

可对电流、电压、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、电网频率、开关柜内主要接点温升进行计量和监测，并具有对电能的分时计量和方向计量功能。

2．保护功能

针对不同供用电设备（变压器、电动机、母线、电容器、馈电线路等），可实现如下保护功能：

（1）三段式电流保护（速断、限时速断、定时限）；

（2）方向性电流保护；

（3）反时限过电流保护；

（4）差动电流保护（比率制动，二次谐波制动特性）；

（5）复合电压过电流保护；

（6）过电压、欠电压、断相保护；

（7）不平衡保护；

（8）接地保护；

（9）电动机冷、热启动保护；

（10）瓦斯、温度保护。

3．控制功能和开关量监测功能

该系列单元具有以下控制和监测功能：

（1）低频减荷；

（2）有载调压和无功补偿综合调控；

（3）备用电源自动投入；

（4）复合闸；

（5）断路器工作状态监测。

4．故障记录与录波功能

可记录故障类型，动作时间和故障最大/最小值，也可对故障波形进行记录以便故障分析。

5．通信功能和汉字显示功能

既可在当地汉字LCD显示器上观察单元运作状态，又可实现远方监测与控制，从而实现电力监控自动化。

二、 XJ－III型系列

该系列单元主要针对10KV（6KV）中性点非直接接地系统和10KV以下中性点直接地的三相四线制系统而设计，除具有XJ-II型系列单元的主要计量、保护、控制功能外，还具有以下特点：

1．体积小，价格降低。互感器小型化，并且计量精度更高；

2．各类定值可远方设置，保护功能可远方投退；

3．防越级跳闸功能。

三、 开关柜温升在线监控仪

用于开关柜、断路器和母线接点处的温度监测，该监控仪采用微机控制技术和光纤技术，具有以下功能和特点：

1.具有8～16个温度测量通道，可对开关拒内任一处温度进行连续在线监测，不影响开柜正常运行;

2.具有过温告警和故障分断开关功能;

3.利用光纤传输信号和电气隔离，仪器体积小，安装方便灵活;

4.温度测量误差小于0．5℃;

5.LED显示和通信功能。

该监控仪可与上位机进行数据通信，实现定值远方设置，也可作为一智能单元与变电站微机监控系统通信。