智能化高压电器及可靠性技术研究论文_孙建宁

(山东电工电气日立高压开关有限公司 250300)

摘要:随着我国科学技术不断发展,当今电力行业也正处于改革关键节点,智能化高压电压电器在当今智能电网中的应用愈加广泛,为了能够保证智能化电压高压电器使用的安全性。本文首先对智能化高压电器进行简单分析,并提出其主要研究方向和技术问题,进而阐述提高智能化高压电器可靠性的对策。

关键词:智能化;高压电器;问题;可靠性

引言

随着我国计算机技术不断发展,智能化技术已经成为我国各个行业重点发展方向,当今高压电器产品在实际应用中愈加广泛,通过传感器、控制系统、数字处理系统、通信系统、电子技术等,实现了高压电器的智能化操作。但是,智能电力系统当中,由于我国智能技术还不够成熟,在加上当今智能化高压电器内部结构更加复杂,在实际应用中容易产生一定的问题,这就需要加强高压电器的可靠性研究,做到及时发现问题、及时解决问题,这样才能够保证整个电路系统安全运行。

1.智能高压电器概述

高压电器是指可以根据自身、控制对象、电力系统实际特点,以计算机终端作为处理单元,采用各种计算方法,不断的进行智能学习、感知、处理、记忆(存储)等方法,有效对电力系统中的各种高压电器进行控制处理。从微观层面上说,可以将高压电器分为两方面含义:

第一,对高压电气周边环境进行检测控制,也就是通过传统技术采集外围数据,之后将传输到计算机中进行处理,通过运算分析得到外围状态,这样才能够为终端系统提供操作信息;

第二,智能操作型高压电气,也就是高压电气的智能性。在实际使用中,高压电器可以依靠电子生产技术实现各种智能化功能。

通过比较可知,前者作为一种智能高压电器初级阶段,通过外围环境来操控高压电器,在我国电力领域中应用十分广泛。后一种是智能高压电器,但产品并不成熟,并且造价昂贵,是高压电器产品的高级阶段。但可以肯定的是,未来电力系统中智能高压电器的应用会愈加广泛,这也是当今社会发展的一大趋势。

2.智能化高压电器存在的技术性问题

2.1电磁兼容问题

想要提高高压电器的可靠性,必须要进一步做好电磁兼容问题,如果高压电器缺乏电磁干扰能力,会导致在干扰严重的地区无法工作,所以高压电器无法满足电力系统使用要求。从工作环境分析,高压电器工作环境中的电磁干扰问题十分严重,并且干扰因素也非常复杂,包括感应磁场、电磁辐射、电压干扰等。当今解决此类问题的方法是从干扰耦合途径抑制干扰,也就是减少或削弱耦合的公共抗扰因素,例如滤波、屏蔽、接地、隔离技术等。

2.2信号采集有待进一步提高

需要加大力度开发高性能、安全性好的信号采集装置,这时因为高压电器智能化关键技术环节就是信号采集。如果信号采集存在问题,会直接影响最终的处理质量,从而影响高压电器的性能。虽然当今市面上售卖的传感器已经非常先进,但依然存在失真和丢数据的情况。

2.3高压电器可靠性有待加强

由于智能化技术在我国还处于初始应用阶段,因此高压电器的可靠性有待进一步加强。智能高压电器可靠性主要源于两个方面:

第一,智能高压电器产品中的操作系统、灭弧系统方面存在设计和生产制造上的缺陷;

第二,智能高压电器智能系统可靠性问题,包括工作元件存在问题、不稳定、性能漂移、抗干扰性差、数据测试有误、无法监测绝缘等。

3.提高智能化高压电气可靠性的有效方法

3.1提高智能高压电器本身的可靠性

从可靠性工程角度进行分析,提高智能高压电器的可靠性可以从以下几点入手:

第一,对系统进行可靠性设计。可靠性工程中,为了能够提供高压电器产品的可靠性,最为基本的就是要从设计层面出发,在设计阶段将各种可靠性设计方法融入到产品设计当中去,包括冗余设计、将额设计、产品稳定性设计等诸多内容,只有保证产品设计环节的有效性,才能够从根本上避免高压电器使用不稳定的问题。

第二,对产品可靠性进行分析。这主要是针对已经投入运行的产品,对高压电器产品进行大量的可靠性数据提取,采用计算机系统终端对相关数据进行分析,并从中找出问题,抓住产品性能可靠性的突破点。可靠性分析需要应用数理统计和概率论,主要的方法包括故障树分析法、失效的原因与结果分析法等。

第三,对高压电器产品展开性能试验。开展性能试验工作是提高产品可靠性不可或缺的一个环节,开展实验工作一方面可以为保证高压电器可靠性累积数据,另一方面可以直接找到影响产品可靠性的因素,从而采取相关措施提高高压电器的可靠性。

第四,产品可靠性管理。可靠性管理与质量关系不同,主要是将可靠性思维应用到日常管理当中,通过制定严格的管理守则,对所发现的可靠性问题及时上报和记录。

3.2提高软硬件系统可靠性的方法

图1 高压电器智能化系统

图1是一种最常见的高压电器智能化控制系统,可见影响整个系统可靠性的因素比较多。当今智能高压电器的关键技术就是将计算机和微电子技术应用到高压电器中,这就需要加强软硬件系统分析。其主要表现在:

第一,硬件系统电磁兼容设计。需要重点考虑如何消除和一直各种干扰因素,提高系统的抗干扰能力。

第二,MPU可靠性设计。重点考虑一直系统本身和元器件自身的干扰噪声,包括尖峰噪声、热噪声、感应噪声等。

第三,PCB可靠性设计。PCB是电磁干扰的主要途径,这就需要正确设计PCB,其中,合理布线是加强可靠性的重要措施,对敏感和不敏感的元件分开处理,单点接地减少公共阻抗耦合,适当将地线加粗,尽可能采用网格状地线系统,布线中尽量较短,不要出现分支或突然转弯的情况,这样即可降低谐波产生。同时需要尽量降低电源走线有效包围面积,尽可能减少电磁耦合,晶振和谐振电容要尽可能靠近中央处理器(CPU),并且外壳要做接地处理。

结束语

综上所述,随着我国科学技术不断发展,当今电力系统中所投入的智能高压电器数量也不断增加。从智能化高压电器发展现状来说,在实际使用中依然存在一定的技术缺陷,这就需要从高压电器本身和高压电器系统两个方面进行解决,特别是一些常见的问题,必须要第一时间得到处理,这样才能够保证智能高压电器安全运行。

参考文献:

[1]齐书鹏.智能化高压电器与配电自动化分析[J].电子技术与软件工程,2016,05:151.

[2]王豫民.高压电器智能化与配电网保护自动化研究[J].河南科技,2013,12:118+138.

[3]杨涛,安影,李七军,占小猛.浅析高压电器智能化与配电网保护自动化[J].黑龙江科技信息,2014,26:103.

论文作者:孙建宁

论文发表刊物:《电力设备》2018年第1期

论文发表时间:2018/6/4

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