前言

中國(guó)承諾將在2030年前實(shí)現(xiàn)碳排放達(dá)峰，并在2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。開關(guān)設(shè)備作為電力從產(chǎn)生到應(yīng)用的核心產(chǎn)品，數(shù)量龐大，作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要做成部分，開關(guān)設(shè)備及其上下游配套產(chǎn)業(yè)占國(guó)民生產(chǎn)比重大，開關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)、應(yīng)用、運(yùn)維到最終的報(bào)廢等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要消耗大量資源。在“雙碳”背景下，開關(guān)設(shè)備的不僅要更廣泛的服務(wù)于綠色清潔能源的生產(chǎn)、環(huán)保設(shè)備的使用，還需要實(shí)現(xiàn)開關(guān)設(shè)備自身的全壽命周期低碳、環(huán)保。推進(jìn)環(huán)境友好型產(chǎn)品、緊湊可靠型產(chǎn)品、智能感知型產(chǎn)品的研發(fā)、應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要舉措。

智能感知型產(chǎn)品

智能感知型產(chǎn)品，顧名思義是開關(guān)設(shè)備具備全感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能化，自動(dòng)拓?fù)?、智能保護(hù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、自我管理、系統(tǒng)自愈，全生命周期狀態(tài)可視化。

低資源消耗的小型化產(chǎn)

智能化產(chǎn)品的低碳從生產(chǎn)過(guò)程中就能夠體現(xiàn)出來(lái)，一二次融合，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)參數(shù)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)就地?cái)?shù)字化轉(zhuǎn)換、使用光纖、無(wú)線等作為數(shù)據(jù)傳輸，從原來(lái)復(fù)雜、密密麻麻的二次接線變成一根光纖實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)連接，減少大量電線、電纜應(yīng)用，不論從材料到人工都大量減少。

電流、電壓傳感器一體化集成，如小型羅氏線圈、低能量線圈傳感器、電阻分壓傳感器，體積小，傳感器不使用任何鐵芯，很好的解決了傳統(tǒng)互感器因系統(tǒng)擾動(dòng)而引起的鐵磁諧振問題。相比于傳統(tǒng)互感器，小型傳感器使用更少的絕緣材料，降低了開關(guān)設(shè)備絕緣劣化的風(fēng)險(xiǎn)。體積小，無(wú)需單獨(dú)的電壓互感器柜，羅氏線圈電流傳感器與一次絕緣觸頭盒集成在一起，電壓傳感器又作為出線絕緣支撐，不需要單獨(dú)的電壓、電流互感器；此外，數(shù)字通信功能能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，及時(shí)預(yù)防和發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題并制定響應(yīng)方案。智能型開關(guān)柜，見圖6。

智能產(chǎn)品運(yùn)維階段的節(jié)能增效

智能化產(chǎn)品在開關(guān)的運(yùn)維階段表現(xiàn)更為出色，有了開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)，減少了大量周期維護(hù)成本，避免發(fā)生意外停機(jī)事故，電力監(jiān)控運(yùn)行維護(hù)平臺(tái)將分散的輸電、變電、配電過(guò)程集中控制，就地有人值守、值班監(jiān)控轉(zhuǎn)化為云上監(jiān)控，強(qiáng)化運(yùn)維快速響應(yīng)，通過(guò)云臺(tái)調(diào)度中心，集合APP、小程序軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，調(diào)度運(yùn)維人員，快速鎖定故障，減少故障對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的影響，降低損失；依托云計(jì)算能力，為用戶提供深度分析，達(dá)到對(duì)運(yùn)行工況、運(yùn)行效率、節(jié)能分析、能效、需求側(cè)管理等方面的智能分析評(píng)估，能耗降低。

使用傳感器可以有效降低開關(guān)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的能量損耗，每個(gè)環(huán)氧樹脂支柱型電流互感器1250A的發(fā)熱損耗功率達(dá)35W，而電流和電壓傳感器在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中的能量損耗幾乎可以忽略不計(jì)，顯著降低運(yùn)行成本。例如：一個(gè)由14臺(tái)開關(guān)設(shè)備組成的典型變電站，相比傳統(tǒng)變電站，30年內(nèi)可以節(jié)約350,000度的電能。同時(shí)無(wú)需像傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)備一樣更換互感器。電流和電壓傳感器，具有優(yōu)良的線性特性，可以在寬范圍內(nèi)使用。如果負(fù)載發(fā)生變化，只需在繼電保護(hù)上修改整定值，大大縮短了開關(guān)設(shè)備的停運(yùn)時(shí)間。操作主要由程序?qū)崿F(xiàn)，工程邏輯更新維護(hù)簡(jiǎn)便?？筛鶕?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況進(jìn)行快速調(diào)整，遠(yuǎn)程更新方案，顯著減少工程施工時(shí)間且降低運(yùn)維成本。

開關(guān)柜的機(jī)械特性、溫升、局放等狀態(tài)的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)潛在的隱患，如機(jī)械特性變化，觸頭、母線和電纜連接處等部位因制造、運(yùn)輸、安裝、氧化、老化等原因?qū)е碌碾娮柽^(guò)大而發(fā)熱，通過(guò)及時(shí)的檢修，避免開關(guān)拒動(dòng)誤動(dòng)、故障擴(kuò)大化導(dǎo)致大面積停電，或因過(guò)熱導(dǎo)致設(shè)備燒毀甚至“火燒連營(yíng)”從而引發(fā)火災(zāi)事故。根據(jù)狀態(tài)檢修，減少維護(hù)成本，通過(guò)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)開關(guān)壽命，延長(zhǎng)設(shè)備使用周期，后及時(shí)更換設(shè)備，保證供電連續(xù)性。

電動(dòng)操控開關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作“一鍵順控”，保證運(yùn)維人員安全。

寫在最后

開關(guān)柜的碳排放體現(xiàn)在開關(guān)柜的生產(chǎn)、使用、后期報(bào)廢等全壽命周期上，如固體絕緣，使用大量的環(huán)氧樹脂，環(huán)氧樹脂的固化時(shí)間很長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、消耗能量大、碳排放大，使用熱塑性加強(qiáng)型工程塑料，生產(chǎn)效率高、單位產(chǎn)品的碳排放相對(duì)就小。減少有色金屬材料的使用，減少生產(chǎn)過(guò)程中耗能巨大的原材料使用，這也是減少碳排放的關(guān)鍵。

綠水青山就是金山銀山，巨大的能源消耗正在改變我們的環(huán)境，溫室效應(yīng)加劇，惡劣天氣經(jīng)常發(fā)生，我們賴以生存的地球家園正在遭受著巨大的破壞，地球溫升已經(jīng)接近1.5度的警戒值，海平面上升、北極冰塊融化，惡劣自然災(zāi)害頻發(fā)，細(xì)菌病毒橫行。

我們不能只考慮眼前，以犧牲資源、犧牲環(huán)境換取經(jīng)濟(jì)繁榮，高資源消耗、低性能重復(fù)的產(chǎn)品需要被淘汰，有識(shí)之士、有擔(dān)當(dāng)?shù)钠髽I(yè)家不能只追求短期利益，工程師、技術(shù)人員也不能簡(jiǎn)單重復(fù)，應(yīng)該更多的關(guān)注環(huán)保，再生材料的使用，資源的節(jié)約，能耗的提升等等，創(chuàng)造價(jià)值的同時(shí)，保護(hù)我們的家園，一點(diǎn)一滴，從我做起。