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电气工业向智能化、模块化、集成化发展

中国昆仑工程有限公司电气总工程师李道本

得益于产业结构升级、能源结构优化等因素的影响,我国电气工业保持稳定增长,逐步成为全球最大、最先进的电气应用市场,在市场规模不断壮大的同时,我国电气行业已形成了比较完善的体系,产品的品种、产量、技术性能和品质等方面基本能满足国民经济的发展需要。随着“智能制造”“中国制造 2025”“工业4.0”的提出,为电气行业的发展带来了更多可能。

智能化、模块化、集成化

关于电气发展的方向,我认为第一个是智能化的问题。现在数据传输、控制系统都是采用通信自动化进行的,不可能就地来处理。比如物联网需要先采集数据,再进行控制,没有智能电气这些问题就不能解决,所以随着通信自动化的发展,智能化是很关键的技术,所有的电器得向这个方向发展。另外一个是模块化,每一个功能都集中在一个电器上来完善可能有问题,按照模块来进行技术的堆积、集成就方便多了,所以现在都搞模块化。智能化和模块化做成了以后,对电器来讲会有很大的灵活性。再一个就是集成的问题,没有模块化和智能电器,按功能技术集成难度比较大,虽然是可以做到的,但是很庞大,所以功能的集成化也是很重要的一个方向。对电气技术应用方面来说,不管是做一个简单的开关电器,还是目前很火的物联网系统,我认为这三个方面是将来的方向。

改进和注意的方面

过去的低压电器中,分离原件比较多,举个例子,开关电器就是分离的,今后如果要做到智能化,从技术方面来说,很多问题都要进行一些改造。而随着工业的使用,将会产生越来越多的功能需求。无论如何,对一个开关来说,作为一个出口电器,所有的功能都要经过数据采集信号以后,根据需要,通过控制系统、通信系统来实现开关的操作。随着物联网的推进,将来的自动控制、远距离控制、遥控会越来越多,再加上很多时候都会牵扯到的精度问题,智能化和数据采集、操作都必须能够适应这种需要。

而在高压电器方面,把所有功能集中在一个电器里就未必合适。目前高压装置中,开关电器是分断器件,数据采集系统对运行参数的采集,软件来进行操作和运行,各功能是分开的,还可能有完整的系统作为后台来记录、显示、告警和存贮。如果按照低压电器的思路,就会产生很大的技术难度,比如抗干扰能力、保护选择性的问题,开关的分断能力、短路容量是否满足需要等问题。所以将来的电气产品在技术参数、应用方面还应该满足保护的需要和满足系统集成的需要。另外,在电气设计选型阶段,产品的适用性是一个很重要的问题。所在时间和地域的供电条件、供电环境及使用环境都要考虑。产品的技术参数、选型一定要符合当时的工作工况的环境,在使用中一定要满足使用的环境,在工业领域一旦出现断电等情况,损失通常非常大,很可能还有人员伤亡。

目前在智能化产品应用比较多的民用建筑方面,还涉及到强电系统和弱电系统之间的适用性和如何转换的问题。

智能化产品的可靠性

目前智能化、数字化的电气产品应用广泛,它们有一个共同点就是通过逻辑控制来实现,完全按照规范进行,从原理上来说可靠性是没有问题的。但是我认为不能完全依靠自动化的手段,因为目前的电子、电器元件仍然存在抗过电压、干扰能力的不同,导致了可能出现的误动作、误操作,使用智能化产品的人不一样,也可能出现一些问题。以前的通用设备的配电设计规范里也讲到这个问题,在采用自动化手段的同时,在应急情况下必须要能够手动处理,我们不管搞什么项目,也都有一个应急预案的方式,这两方面要结合起来,不能认为自动化、智能化产品的可靠性很高了,就完全依赖它,还应该有应急措施和预案。(编辑整理/朱金凤)