1、成套電氣設備概述

　　1.1 成套電氣設備定義?

　　成套電氣設備即成套開關設備，它是以開關為主題的成套配電設置，即制造廠家根據(jù)用戶對一次接線的要求，將各種元器件以及控制、測量、保護等裝置組裝在一起而構成的成套配電裝置。

　　1.2 成套電氣設備分類

　　低壓成套開關設備、高壓開關柜、SF6封閉式組合電器、預裝式變電站

　　1.3 成套電氣設備的主要作用

　　控制、保護、隔離、接地

　　1.4 成套設備的發(fā)展方向

　　高可靠、免維修、智能化、小型化、操作方便、外觀精美、供貨周期短、成本低。

　　2、電氣設備的發(fā)展歷程

　　21世紀以來，隨著配電技術、低壓元器件技術及自動化技術的不斷發(fā)展，成套開關設備也從傳統(tǒng)的配電向智能化方向發(fā)展，進入了全新的發(fā)展階段。我國的低壓配電行業(yè)經(jīng)過50年，特別是近20年有了巨大的發(fā)展，無論是生產(chǎn)廠家的數(shù)量，還是技術水平都有了較大的提高。

　　目前，我國的低壓配電產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家主要分布在華東、華南、華北地區(qū)，特別是在江浙、廣東、福建和京津地區(qū)比較集中。主要原因是這些地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，生產(chǎn)能力、產(chǎn)品水平相對來說要高一些。而在西北及東北地區(qū)，除個別企業(yè)外，總體水平相對來說要差一些。就現(xiàn)行市場情況來看，我國自行開發(fā)的低壓成套開關設備品種有十幾種，包括固定面板式、固定分隔式、抽出式、智能式等，產(chǎn)品型號主要有PGL、GGD、GCK、GCS及在上述產(chǎn)品基礎上改進的各種產(chǎn)品型號。產(chǎn)品設計水平達到了國外20世紀至80年代中期的水平，GCS產(chǎn)品設計水平已達到了國外20世紀90年代中期的水平。但是，低壓配電行業(yè)生產(chǎn)工藝、制造水平總體還比較落后，特別對技術含量的產(chǎn)品的開發(fā)還遠遠跟不上經(jīng)濟發(fā)展的需要。

　　3、成套電氣設備發(fā)展現(xiàn)狀

　　進入20世紀90年代后，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，低壓成套開關設備市場需求量逐年增大，極大地刺激了行業(yè)發(fā)展，產(chǎn)品品種逐漸增多，其標準也在逐步向國際同行靠攏。低壓開關柜國際GB7251就等同采用國際標準IEC439。據(jù)有關資料統(tǒng)計，2008年底，我國主要成套生產(chǎn)廠家已將近1500余家，生產(chǎn)品種也有數(shù)十種，其性能、質量有較大的改善，無論是產(chǎn)品技術性能參數(shù)，還是工廠的加工工藝及設備都有了明顯變化。幾百家生產(chǎn)廠家引進了國外先進數(shù)控板金加工工藝已達到國際水平。另外，行業(yè)中還出現(xiàn)了一批型材和柜體的專業(yè)生產(chǎn)廠和電氣輔件生產(chǎn)廠。

　　4、成套開關設備近階段發(fā)展趨勢

　　4.1 設計手段的提高：三維設計軟件的應用將設計與制造有機結合

　　目前，國外許多生產(chǎn)廠家已廣泛采用三維CAD設計軟件，它可將設計、數(shù)據(jù)庫、計算分析以及加工等有機地結合起來，大大加快了產(chǎn)品的設計速度和可靠性，降低了技術人員的勞動強度，如MDT，SOLIDWORKS等軟件。

　　4.2內部故障電弧下防護能力：主動防護，被動防護

　　低壓成套配電設備中的電弧故障一直是困擾設備制造廠及使用單位的一個重要問題，國家在開展故障電弧防護的研究方面，已取得了不小的進展。歐洲一些國家已建設把故障電弧防護正式列入IEC439.1標準的正式條款中，從根本上將人身安全放在首要位置。

　　目前，國外成套開關設備內的電弧故障采取了主動防護和被動防護措施。主動防護解決的是電弧故障的發(fā)生，也就是預防和避免電弧的發(fā)生;被動防護解決的是電弧故障發(fā)生后如何應對的問題，歐洲許多廠商已主動對自己的成套開關設備進行電弧故障防護能力的試驗，這無疑增加了用戶對其產(chǎn)品的信任度，增強了產(chǎn)品的競爭力。

　　4.3 加工工藝：柜體普遍采用異性骨架和整體板材成型，采用無螺母連接

　　在柜體方面，普遍采用無螺母連接，即所有連接都采用自攻螺釘或普遍螺釘，在承重部位采用鉚螺母。使用自攻螺釘，除了加工方便、提高加工速度外，對靠墻安裝的柜體還可實現(xiàn)正面裝配和維修。

　　在板材加工方面，除使用異型骨架之外，許多公司采用整體板材成型，這樣不僅減少了許多過度件，還提高了柜體強度。

　　4.4 開關設備的智能化。

　　智能化開關設備是將計算機技術、數(shù)字信息處理技術、電力電子技術、傳感器技術、網(wǎng)絡技術、通信技術和新型開關制造技術在傳統(tǒng)電氣上進行有機融合，使其具備智能化的核心。其智能化主要體現(xiàn)的以下方面：

　　在線狀態(tài)檢測、智能化的防誤操作系統(tǒng)、智能化的二次回路、故障記錄與分析、通信等

　　隨著工業(yè)生產(chǎn)手段的復雜化和功能要求的不斷提高，對配電系統(tǒng)的要求也越來越高，除了傳統(tǒng)的容量、可靠性外，對數(shù)據(jù)量、遠程控制、故障檢測等也提出了更高的要求。

　　遠程測量，即可查看各回路、控制單元(子站)的電量參數(shù)。

　　遠程調節(jié)，即對各子站可遠距離上傳、下載各種保護設定值、特征曲線。

　　遠程控制，即對各子站實現(xiàn)遠程儲能(萬能式斷路器)、合閘、分閘、起動、停車(電動機控制回路)等操作。

　　信息查詢，即對系統(tǒng)各種信息資源進行查詢，如故障記錄、日記報表、電網(wǎng)管理、成本分析、電網(wǎng)質量和負荷分析等，這實際上是自動化技術與配電技術的結合。

　　近年來，各電氣設備公司紛紛展出帶有微處理的電氣產(chǎn)品，進一步改進產(chǎn)品的保護性能，擴大功能，從單純的保護作用發(fā)展為兼有控制功能，實現(xiàn)中低壓配電系統(tǒng)保護和控制的智能化。

　　1)具有對配電線路和電器本省的監(jiān)測及顯示功能。智能化低壓電器能準確的監(jiān)測和顯示配電線路的運行情況，并能準確地切除過負荷、短路等各種故障;還能按運行人員的要求進行各種操作;與此同時，還能對電氣本身進行監(jiān)測和故障自診斷及故障狀況的顯示。

　　2)新的控制理論的應用。新的智能化控制理論已從家用電器延伸應用到低壓電器的控制上。

　　3)具有通信功能和現(xiàn)場總線控制新技術的應用

　　5、成套電氣設備發(fā)展對策

　　由于過程控制、生產(chǎn)自動化及智能化樓宇等領域都以使用現(xiàn)場總線技術為基礎，對我國的低壓配電系統(tǒng)也提出了同樣的要求。電力系統(tǒng)中220kV及35kV～110kV系統(tǒng)及輸、配電網(wǎng)絡普遍應用微機保護裝置。同時，供配電可靠性要求的提高對中低壓配電產(chǎn)品同樣提出了可通信及更高的可靠性要求;另一方面，國內已經(jīng)開發(fā)出了智能化的低壓電器元件產(chǎn)品，采用現(xiàn)場總線后將更能充分發(fā)揮智能化電器的功能。

　　其次提高配電的技術含量，增強產(chǎn)品市場競爭力，也是我國低壓配電行業(yè)主導企業(yè)擺脫目前低水平重復、價格競爭造成的困境的有效途徑之一。

　　因此，我國的配電技術或電控配電行業(yè)的發(fā)展也必將走智能化的道路。當今自動化技術的發(fā)展已變成以現(xiàn)場總線技術的發(fā)展為特征，以現(xiàn)場總線的應用為主要內容，無論是工業(yè)自動化領域，還是樓宇自動化、電站自動化、石油及化工等領域，處處都已離不開現(xiàn)場總線。

　　6、成套電氣設備未來發(fā)展趨勢

　　6.1成套設備智能化

　　隨著工業(yè)，農業(yè)的科技發(fā)展以及人民生活水平的提高，對供電質量提出了更高的要求，同時也對電器設備性能提出了更高要求，并且隨著新技術的發(fā)展，將對電器元件帶來深遠的影響，在原有產(chǎn)品繼續(xù)完善性能的同時，特別是電子、微電子技術和計算機的迅速發(fā)展，產(chǎn)生的一批新產(chǎn)品主要有幾個特征：電器產(chǎn)品智能化;產(chǎn)品電子化;產(chǎn)品組合化、模塊化。這就使得成套設備智能化，操作簡單。由于用電環(huán)境的不同，用電條件的不同，電腦的普及，元件通訊功能的日益強大，也為智能化發(fā)展提供了無限空間。

　　6.2成套設備小型化

　　現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，新技術和新工藝以及新材料的使用，使得電器元件得到了長足發(fā)展。通過優(yōu)化設計、選擇小型化元件、提高斷口耐壓、元件和功能復合集成、新技術如光電傳感器等應用，使產(chǎn)品結構緊湊，從而實現(xiàn)產(chǎn)品小型化，達到縮小產(chǎn)品體積、減少占地面積、低消耗和高可靠性等目的。為了減少損耗，為了減低空間要求，為了運輸安裝方便，隨著對經(jīng)濟性能的追求及資源稀缺因素的影響，產(chǎn)品必將向小型化和緊湊型方向發(fā)展，同時現(xiàn)代化設備的使用，現(xiàn)代加工工藝水平的提高也為小型化發(fā)展提供了良好的基礎條件。

　　6.3成套設備的環(huán)保要求

　　人類追求經(jīng)濟的高速增長，為追求最大的效益，忽視對環(huán)境的保護。對環(huán)境造成的污染，使得整個地球己經(jīng)是滿目瘡痍，災難頻發(fā)。資源緊張己經(jīng)成為未來生存和發(fā)展必須面對的問題，為了人類共同的生存得以很好的延續(xù)和保障，世界各國己經(jīng)把環(huán)境保護和資源的可持續(xù)發(fā)展及綜合利用提到了一個重要高度，綠色無污染，節(jié)能降耗，消耗資源少的，材料可以回收利用或可降解的可持續(xù)利用產(chǎn)品成為未來產(chǎn)品發(fā)展的必然，所以，成套設備在未來的設計制造中，必然會在材料使用上向無污染和可回收利用的新材料方向發(fā)展。而在產(chǎn)品的制造過程中也必然會使用一些新的技術工藝和新的設備來避免對環(huán)境造成的污染?，F(xiàn)在世界各國相關組織正在討論一個關于產(chǎn)品誰生產(chǎn)誰回收的問題，這也是產(chǎn)品向環(huán)保方向發(fā)展的一個例證。

　　6.4成套設備的國際化

　　隨著中國等更多國家加入到WTO，國際化競爭日趨加劇，大量國外的先進的產(chǎn)品涌入以及我國產(chǎn)品向國外出口，產(chǎn)品國際化是必然的趨勢。作為一個國際化的產(chǎn)品必須要符合國際的相關規(guī)定和標準，也要符合相應國家的一些特殊標準和規(guī)定，所以我們在設計和制造產(chǎn)品時，必須以國際的標準來保證自己的產(chǎn)品適應整個國際競爭的需要。我們國家也意識到了這一問題的重要性，己經(jīng)加快了國內標準制定和修訂以及國際標準的引進。加快了與國際接軌的步伐。作為成套產(chǎn)品的發(fā)展，必須在符合國家最新標準的基礎上，向國際標準靠攏，這是國際競爭的需要，也是全球化產(chǎn)品的必然結果。

　　6.5高可靠性

　　社會，高度強調人的主觀性，人的需要，對人的保護等。所以設備的安全和可靠性被提到更高的層次上來，相關的新標準保證設備的安全和可靠性能，最大限度地提高系統(tǒng)和產(chǎn)品的運行質量和供電質量，并達到節(jié)省成本，提高經(jīng)濟效益的目的，這是用戶和設備制造企業(yè)共同追求的目的。紅外線技術，電子在線檢測技術，電磁屏蔽技術等為高安全性能設備的開發(fā)提供了基礎技術，高可靠性、免維護型產(chǎn)品的市場需求必將快速穩(wěn)步增長。

　　7、總結

　　綜上所述，成套設備的發(fā)展必須符合社會發(fā)展的需要，成套設備的國際化競爭已經(jīng)開始，我們必須調整好成套設備的設計和生產(chǎn)方向，成套設備的智能化，小型化，高安全性和可靠性能，綠色環(huán)保是其發(fā)展的必然趨勢。