大勢所趨,低壓電器智能化
在過去,我們所說的低壓電器一般只是指能實現(xiàn)某種功能或某幾種功能的元器件,產(chǎn)品縱向一體化的發(fā)展趨勢要求企業(yè)從系統(tǒng)性出發(fā),整合所有配電、保護、控制等元器件,為目標行業(yè)客戶提供穩(wěn)定可靠的解決方案,同時對于特定行業(yè)有針對性地提高額定電壓和產(chǎn)品性能。隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0、智能電網(wǎng)、智能家居等各種技術(shù)的發(fā)展,低壓電器產(chǎn)品除了要綠色環(huán)保、節(jié)能節(jié)材、符合相關(guān)網(wǎng)絡通信協(xié)議及EMC測試條件外,也要求需要具備網(wǎng)絡互聯(lián)功能。
“’十三五’時期,隨著我國經(jīng)濟新常態(tài)化增長、電力工業(yè)不斷擴大以及數(shù)據(jù)通信、軌道交通、智能制造等行業(yè)建設(shè),以一體化、系統(tǒng)化、高性能、網(wǎng)絡化、節(jié)能環(huán)保為主要特征的新一代智能化低壓電器將成為市場主流產(chǎn)品。泰永長征技術(shù)總監(jiān)吳衛(wèi)華吳總?cè)缡钦f。
注重研發(fā),創(chuàng)新是企業(yè)成長的血液
泰永長征是貴州省創(chuàng)新型企業(yè)、貴州省自主創(chuàng)新優(yōu)秀品牌,取得了多項業(yè)內(nèi)突破性的低壓電器技術(shù)研究成果。
“技術(shù)上,泰永長征采用新技術(shù)、新材料和新工藝向差異化、資源節(jié)約型發(fā)展,積極提高現(xiàn)有技術(shù)指標水平,實現(xiàn)技術(shù)水平升級,同時依賴IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,打造電力輸配、控制運行新模式,滿足產(chǎn)品更新?lián)Q代的需求。在產(chǎn)品上,PC級雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)普遍都應用了數(shù)字式勵磁驅(qū)動、短路切換保護、電源缺相保護等技術(shù),瞬間并聯(lián)技術(shù)、中性線重疊技術(shù)、旁路技術(shù)等先進技術(shù)的應用,可以滿足終端用戶的各層次需求。而在斷路器領(lǐng)域,我們將智能化技術(shù)充分融入斷路器的產(chǎn)品設(shè)計中,操作機構(gòu)動力學仿真、觸頭系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)溫升分析、斷路器合閘仿真、脫扣仿真等多種創(chuàng)新設(shè)計,極大地增強了產(chǎn)品技術(shù)可靠性。同時,推出集消防水泵控制、巡檢及雙電源切換功能于一體的一體式消防水泵控制系統(tǒng)TBFC產(chǎn)品助力智能消防產(chǎn)業(yè)發(fā)展?!眳强偨榻B到,“創(chuàng)新對于一個企業(yè)來講就是尋找生機和出路的必要條件。從某種意義上來說,一個企業(yè)不懂得改革創(chuàng)新,不懂得開拓進取,它的生機就停止了。”
合理選型,確保用電安全
ATSE尤其重要的功能與作用成為低壓配電系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分,直接影響著各種用電場所的安全與可靠,合理選型一直是業(yè)內(nèi)爭論的話題。吳總結(jié)合多年的開發(fā)應用經(jīng)驗,在工程設(shè)計中如何合理選用ATSE給出了如下見地:
(1)轉(zhuǎn)換時間與應用場合、負載類別有關(guān)。
ATSE總動作時間由3部分組成:①人為延時(可調(diào),躲避電網(wǎng)閃變干擾,一般為100ms);②操作機構(gòu)響應時間(不可調(diào),一般電磁鐵操作機構(gòu)轉(zhuǎn)換速度快);③觸頭轉(zhuǎn)換時間(三位置ATSE的觸頭轉(zhuǎn)換時間可調(diào),二位置ATSE不可調(diào),二位置ATSE快于三位置ATSE)。
ATSE的轉(zhuǎn)換速度越快,其對驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計、控制器采樣及電氣控制部分的要求越高,在相同的機械壽命和電氣壽命條件下,轉(zhuǎn)換速度快的ATSE整體性能和可靠性較轉(zhuǎn)換速度慢的ATSE更好。在實際應用中,對于一些重要負載,超過其允許的斷電時間會影響其正常工作,ATSE的總動作時間(斷電時間)不宜大于負載允許最大中斷供電時間,電氣設(shè)計人員應選擇轉(zhuǎn)換速度比較快的ATSE產(chǎn)品。
因感性負載在斷電后會產(chǎn)生感應電壓,并隨著時間無規(guī)律衰減,其電壓、頻率、幅值與投入電源有較大差異,如ATSE在此期間進行電源投切,會給電路造成較大的電流沖擊。因此,在一些對斷電時間要求不高、且為感性負載(如電機)的用電場合,應引入人為延時,使ATSE總動作時間(斷電時間)大于負載感應電壓消失的時間。
在實際使用時,需結(jié)合ATSE應用場合和負載特性選擇合適的轉(zhuǎn)換時間的ATSE產(chǎn)品。
(2)設(shè)計選型時需關(guān)注額定限制短路電流Iq值的重要性。
Iq值是ATSE的一項關(guān)鍵技術(shù)指標,是指在短路保護電器動作時間內(nèi)能夠承受的預期短路電流值;因GB14048.11標準未嚴格要求ATSE產(chǎn)品在做3C認證試驗時應選用哪種類型的短路保護電器,目前業(yè)內(nèi)基本上都是用斷路器或熔斷器配合ATSE一起試驗來測試ATSE的Iq值。
熔斷器在承受預期短路電流時的熔斷時間比同規(guī)格的斷路器分斷時間要快得多。在低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中,ATSE一般與斷路器配合使用,如設(shè)計師按“斷路器的預期短路電流值”來選擇“用熔斷器通過的Iq值試驗的”ATSE產(chǎn)品,就會出現(xiàn)斷路器未跳閘而ATSE產(chǎn)品損壞的故障。故建議電氣設(shè)計人員在選擇ATSE時要重視Iq值,應盡量選擇用斷路器配合測試且通過Iq值試驗的ATSE產(chǎn)品。
(3)當負載為電機時,需考慮ATSE是否具備相位偵測功能。
常規(guī)的ATSE自動轉(zhuǎn)換的原理是:控制器實時監(jiān)測兩路電源的三相電壓有效值,當監(jiān)測到主電源電壓超出正常電壓范圍時,發(fā)出指令控制本體結(jié)構(gòu)進行動作,將其投切到備用電源。
電機為感性負載,在運行時如出現(xiàn)斷電,因慣性作用電機會持續(xù)運轉(zhuǎn)一段時間,并在接線端子上產(chǎn)生感應電壓。經(jīng)測試,三相電機在運行時發(fā)生某一相電源斷電時會持續(xù)運行,并在斷相的端子上感應出和正常電源電壓有效值、頻率差不多,但相位差異較大的感應電壓。如設(shè)計師選用的是常規(guī)ATSE(僅檢測電壓有效值),會檢測不出電源故障,進而未執(zhí)行電源轉(zhuǎn)換動作,最終造成電機斷相運行;如電機斷相運行時間過長,將會損壞。
因此,當負載為電機時,為避免電源斷相時雙電源不轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象發(fā)生,應選擇具備相位偵測功能的ATSE產(chǎn)品。
(4)使用類別選擇問題。
ATSE的使用類別應根據(jù)安裝位置選擇:①電源端ATSE的選用:電源端ATSE的額定短時耐受電流Icw要大于或等于電路的預期短路電流值,短耐時間應大于或等于ACB的短延時時間(0.4s)。短路接通能力Icm不小于nIcw(一般n=2~2.2)。使用類別選用AC-33A最佳,次之AC-33iA或AC-33B。②配電端ATSE的選用:配電端ATSE額定限制短路電流(Iq)大于或等于電路的預期短路電流外,此電流下的配電級ATSE-G的I2t值也應大于所選用SCPD(短路保護電器)的I2t值。使用類別宜選用AC-33i或AC-33。③負載端ATSE選用:負載端ATSE主要用于電路末端,其使用類別與負載類型及其額定工作電流有關(guān),且因其位于負載端,操作次數(shù)較頻繁,尤其是消防負荷一般宜選用AC-33iA和AC-33A。
(5)CB級雙電源選擇使用問題。
雙電源按分斷能力可分為CB級、PC級和CC級,CB級雙電源是配備過電流脫扣器的TSE,它的主觸頭能夠接通并用于分斷短路電流。行業(yè)內(nèi)一般用斷路器作為雙電源的過電流脫扣器。
CB級雙電源在線路出現(xiàn)過電流并進行過載保護時,斷路器會脫扣、切斷負載的供電。ATSE控制部分一般都是從兩路斷路器進線端取電,如ATSE的斷路器因負載過流而脫扣,進線端仍然有電,控制部分不會驅(qū)動本體進行電源轉(zhuǎn)換,從而造成兩路電源正常,而負載斷電的故障。
在一些重要的場合,行業(yè)規(guī)范或國家標準要求負載在過載時不能影響正常供電;在施工現(xiàn)場,經(jīng)常會出現(xiàn)一些暫態(tài)過電流或短路故障。在這些場合,設(shè)計師需謹慎選擇使用CB級雙電源。
小電流規(guī)格的CB級雙電源,一般廠家均采用微型斷路器作為動作本體。而國內(nèi)的微斷一般都是按民用國標GB10963《家用及類似場所用過電流保護斷路器》設(shè)計,其污染等級、過載和短路保護特性與低壓電器行業(yè)國標GB14048.2《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第2部分:斷路器》有較大差異,建議電氣設(shè)計人員在選用小規(guī)格的CB級雙電源時,應先評估微斷的性能是否能滿足設(shè)計要求。
持續(xù)創(chuàng)新,進軍新能源領(lǐng)域
能源互聯(lián)網(wǎng)時代,新能源汽車行業(yè)發(fā)展如火如荼,相伴相生的新能源充電領(lǐng)域也得到快速發(fā)展,作為國內(nèi)低壓電器行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),秉著安全可靠、質(zhì)量第一的態(tài)度,泰永長征率先推出了“TYT”品牌TBE系列集中式充電樁,采用先進的多槍管理技術(shù),助力新能源生態(tài)環(huán)境建設(shè)。在新能源充電領(lǐng)域,泰永長征也與多家新能源汽車企業(yè)達成戰(zhàn)略合作,為其電動車充電設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)的配電產(chǎn)品和解決方案,為上萬臺電動車提供了充電配電解決方案。
此外,在新能源光伏發(fā)電、風力發(fā)電領(lǐng)域,泰永長征也正加大研發(fā)投入和市場布局,不斷推出并完善適應新能源發(fā)電特殊應用場合要求的直流斷路器系列相關(guān)產(chǎn)品,為中國新能源發(fā)電行業(yè)的配電國產(chǎn)化的發(fā)展作出應有的貢獻。