开关电器应用探讨论文

【摘要】在对建筑电气ATSE自动转换开关电器优选相关规范标准进行简单阐述后，对建筑低压三相四线制供电系统中ATSE优选原则进行了探讨。最后，结合自我多年实践工作经验，对建筑电气系统中ATSE开关电器优选技术要点进行了详细分析研究。下面是小编精心推荐的《开关电器应用探讨论文 (精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

开关电器应用探讨论文 篇1：

智能开关电器设计方法的分析

摘要：开关电器在电网运行中承担着控制与保护的作用，随着电力系统发展，开关电器也在得以优化和发展。智能开关电器的应用对于电网运行起到良好的稳定作用，帮助节约电力能源。本文针对智能开关电器进行分析，对其设计方法进行研究，意在使用高质量的设计方法，推动电网行业更好的发展。

关键词：智能开关;电器设计;设计方法

引言：随着“智能电网”计划在国内的推广，开关电器成为了电网中不可或缺的重要组成部分。在新的计划背景下也需要不断进行优化和改善，以便更好的满足电网发展需求。智能开关电器对于节能，延伸电力设备寿命等方面具有重要的意义，在“智能电网”活动中为推动电网发展做出了重要的贡献。

一、智能开关电器的可靠性设计

开关电器是电网生产过程中，在各个操作环节中负责控制和保护设备的重要组成部分，对于电力系统运行起着至关重要的作用。传统开关电器因为等级过低，并不具备信息交互等功能，在电力网络运行的过程中无法为其提供有效的服务;传统电器自带的诊断功能是引发电力火灾事故的重要因素;传统电器在使用上存在耗能高、噪音大等缺陷，与现代化发展的绿色环保理念不符。

智能开关电器指的是基于开关电器的操作和性能进行优化，赋予了开关电器诊断与感知的功能，会根据电力故障对自身的情况加以判断，智能开关电器属于传统开关电器发展的新方向和新突破。

现有的开关电器设计中，依旧会按照经验设计为主要设计目标，使用仿真分析进行辅助，最后通过实验对设计进行验证。在设计的过程中并没有考虑过电器开关与其他智能单元融合的问题，使电器开关与智能单元融合在一起，在保证工作效率的同时，更好的发挥自身的效用，提高自身的稳定性。为了适应智能电网对开关电器提出的新要求，利用智能单元对开关电器进行设计，根据实际测试对融合的效用进行评估，找到设计过程中的薄弱因素，基于不足进行深入研究，提升开关电器的可靠性。并基于更可靠的材料在设计中应用的可能性等进行研究和设计，提升智能开关电器的在设计和制造方面的能力[1]。

具体的开展步骤从以下几点开展，模型试验与仿真分析等多项因素对开关电器的影响。使用动力仿真软件构建仿真模型，对开关电器进行仿真，通过获得的运动特性曲线进行分析，将其用作开关电器样机设计的依据，提升设计后开关电器的可靠性;流体仿真软件建立开关电器的仿真模型、磁场等，通过仿真实验进行对比和分析，获得对仿真项目的设计优化因素。对于特殊条件例如低气压、重污染等进行研究;材料的生产工艺也是需要进行研究的重点，通过对杂质颗粒、加工等工序进行研究，保障开关电器的可靠性。

在针对开关电器可靠性进行分析的过程中，只有找到影响其可靠性的关键性因素，基于关键性因素进行调整和优化，采取有效的措施开发新的智能控制方法，才能保证开关电器更好的发展，保障其可靠性。

二、智能开关电器的环境友好设计

智能开关电器设计优化可以从环境友好设计入手，通常包含两种含义：一是针对开关电器的实际操作对电网的友好，也就是在电网运行过程中，智能开关电器的操作不会对除电网外的其他设备造成额外的电磁干扰，避免安全事故发生;二是对自然环境的友好，针对现阶段对环境造成的污染情况，进行合理优化设计，避免再次对环境造成污染。

(一)对电网环境友好设计

传统开关电器在进行操作的时候，因为不够智能化，使得操作过程中容易出现电压等干扰现象，对电网运行造成一定影响，还会危及开关电器自身的寿命。智能开关电器需要满足对电网运行的友好操作，因此，采用新型操作技术，对可控智能操作进行优化。根据操作时产生的介质强度进行合理的调节，避免出现电压、磁场等现象，提升实际操作的安全性，从根本上提高开关电器的使用寿命，减少干扰现象出现。

(二)对自然环境友好设计

针对自然环境的友好设计就是从自然角度出发，要求设计时尊重自然、保护自然，减少开关电器排放等对自然造成的损害。基于工业不断发展的背景下，气体排放造成的污染情况一直没有断过，也是国家一直强调的环境问题。加强设计的同时需要保护好自然环境，从对环境影响的角度出发，尽可能使用对环境影响较小的污染介质。

在2009年年底的丹麦，汇集了全球至少190个国家，针对全球气候问题进行会议讨论，其中提到的重点问题就是温室气体排放，开关电器产生的灭弧介质系数远远超出二氧化碳两万多倍，针对这种气体对环境造成的影响，在设计中进行优化，使用SF6来进行替换，并基于这一方向进行研究，为智能开关电器发展提供了新的发展道路。

三、电磁兼容设计

智能开关电器的设计需要在电网系统正常运行的基础上进行，针对其电磁兼容性设计从两个方面开展：首先，开关电器会在操作的时候受到磁场和电压等带来的干扰，开关电器本身就需要自己承受下各种干扰。电能开关电器是使用不同的构件组合而成，当其本身无法承受干扰时，就会影响到其使用的可靠性，进而对电网运行造成一定影响[2]。事故较轻会造成经济损失，严重会造成严重的安全事故。因此，在设计的过程中，电磁兼容问题一定要处理好，保证智能开关电器面对不同的干扰也能保持正常运行;其次，智能开关电器设计需要在自身原有功能的基础上，进一步优化。智能开关电器应用时，不能对电网中的其他设备造成影响。传统开关电器单独作用于设备上，但是智能开关电器負责的是整个电网系统，为了避免在运行过程中对其他设备造成影响，需要针对这一过程中采取有效的措施，可以设置屏蔽或者隔离等，提升智能开关电器使用的可靠性。

结论：综上所述，智能开关电器的优化设计不仅仅是基于开关电器的优化和改革。更是智能电网发展过程中的重要选择，电力系统不断在发展中进行完善，技术、设备都随之改变，开关电器作为控制电网的重要部分，也需要在发展过程中不断的优化。以不同的设计方式融合到时代发展的背景中来，保障电网运行的环境和效率，更好的适应电网发展的实际需求，推动电力行业不断发展。

参考文献

[1]栗惠，曲德刚.转换开关电器产品和标准发展探讨[J].建筑电气，2020，39(06)：57-59.

[2]何应晖.智能配电网中智能中压开关柜关键技术设计研究[J].通信电源技术，2019，36(06)：82-83+85.

浙江捷诺电器股份有限公司，浙江温州325000

作者：郑超 陈春 叶红梅 乔楚 王忠强

开关电器应用探讨论文 篇2：

浅谈自动转换开关电器(ATSE)在建筑电气中的选用技术要点

【摘 要】在对建筑电气ATSE自动转换开关电器优选相关规范标准进行简单阐述后，对建筑低压三相四线制供电系统中ATSE优选原则进行了探讨。最后，结合自我多年实践工作经验，对建筑电气系统中ATSE开关电器优选技术要点进行了详细分析研究。

【关键词】建筑电气;ATSE;自动转换开关电器

随着我国现代化城市建设规模和速度的进一步扩大，智能化、人性化大型楼宇住宅群及高层商用建筑建设步伐逐步加快，加上居民对住宅居住质量水平要求的进一步提高，对建筑电气系统功能正常发挥安全性、可靠性要求也在逐步加大。在建筑电气系统中，对于一些较为重要的一、二级负荷而言，如果其在运行过程中发生供电中断，则可能引起较大的安全事故，在政治、经济等方面会造成严重的损失和影响，因此，对于发生中断可能导致重大影响的电气系统，必须采取双路电源进行供电，确保市电供电中断后备用电源能够在允许时间范围内恢复供电。高层楼宇建筑电气系统中的机房、应急照明、消防控制室、消防水泵、消防电梯、以及防烟排烟风机等核心系统供电，必须采取双电源自动切换方式，有效提高系统运行安全可靠性。结合楼宇建筑工程的实际特性，根据不同场合电气系统功能特性需求，合适选用双电源自动切换装置(ATSE)就显得尤为重要。

一、建筑电气ATSE自动转换开关电器优选相关标准

为了提高建筑电气系统运行安全性、可靠性，国家分别于1998年、2002年颁布了GB/T14048.11-2002和IEC60947-6-l等相关标准。ATSE自动转换开关电器，是由一个(或多个)转换开关电器和其它辅助电器电路共同组成，当正常供电电源出现中断事故时，通过自动切换将一个或多个重要负荷线路从正常电源自动转换到备用电源中，确保供电可靠性。ATSE按照功能特性可以分为PC级、CB级、CC级等多类型开关电器，其中PC级ATSE具备接通、承载功能，但不能用于分断短路电流;而CB级ATSE则配备了过电流脱扣器，在运行过程中其主触头能够接通电源并具备分断短路电流能力。由于ATSE自动转换开关电器还未进行任何CCC认证，因此在工程实际应用中选用ATSE开关电器时，必须满足国家标准的最低设计、制造、选用技术要求。PC级、CB级、CC级ATSE自动转换开关电器，其所使用的范围不同，对应其控制器的功能作用也有很大不同，因此，在工程实际选用过程中，必须要对不同级的ATSE自动转换开关电器进行认真分析研究，对其功能、使用范围、可靠性等给予充分的重视，确保其在实际工程应用中能够发挥出较为良好的应用效果。

二、建筑低压三相四线制供电系统中ATSE优选原则

从相关技术规范标准和工程实践应用经验，笔者认为在ATSE自动转换开关电器选用过程中，必须要遵守以下多个方面的选用原则，即：(1)对于同一类型的接地系统而言，带漏电保护的两个电源回路末段的ATSE自动转换开关电器，如果为三相四线供电模式时，应选用四极ATSE开关电器;如果采用单相供电模式供电时，应采用两极ATSE开关电器。(2)对于存在两种不同类型的接地系统(即在建筑电气系统中包括两个不同中性线接地点TN-S接地系统)间的供电电源自动转换的ATSE开关电器，如果采用三相四线供电模式，则应选用四极ATSE开关电器;而对于单相供电模式，则应采用两极ATSE开关电器。(3)采用正常市电供电电源与备用柴油发电机组成的双电源系统，当两个供电系统采用不同的接地模式时，则其自动转换开关应选用四极ATSE开关电器。(4)对于IT接地系统中，如果有引出中性线模式时，三相四线供电模式应选用四极ATSE开关电器;而单相供电模式则应采用两极ATSE开关电器。(5)对于TN-C

接地系统，则应严禁选用四极ATSE开关电器。

三、建筑电气系统中ATSE开关电器优选技术要点

ATSE自动转换开关电器，其作为保障建筑电气系统中电源供电连续性、安全性、可靠性的重要电气装置，其运行安全可靠性的重要性就显而易见，在实际工程优选过程中必须要足够的重视，即要在保证供电电源运行安全可靠性的基础上，从技术、经济等方面优选ATSE开关电器。

1.优选符合标准的ATSE产品。中国、IEC、UL等均针对ATSE自动转换开关电器制定了专门的技术标准，其中我国的ATSE开关电器没有实行CCC认证，也就是目前在市场中流通的ATSE产品，其符合我国建筑电气工程国家标准的惟一证明依据就是其获得由中国质量认证中心按GB/T14048.11标准技术指标要求颁发的CQC证书，这也是我国建筑电气系统中ATSE优选的唯一认证依据。

2.合理确定ATSE额定工作电压及使用类别。由于建筑电气中的重要负荷类型种类、特性较多，在实际工程应用中，尤其要选择适合建筑电气系统负荷特性的ATSE自动转换开关电器装置，否则可能在实际供电切换过程中引起开关设备的损坏。从大量实践工作经验可知，带电感的负载宜优选AC-33使用类型的ATSE开关电器，此类电器不仅具备较快开启速度，同时还具备专门的灭弧装置，确保ATSE装置运行安全可靠性。

3.合理进行ATSE型号。在对PC级、CB级、CC级不同ATSE自动转换开关电器优选过程中，其优选出发点并不只是简单考虑是否需要短路保护功能(即并不是在PC级前加具备短路保护的电器元件，系统就能具备与CB级相同的保护功能)，而是应该根据工程实际应用需求，从可靠性、技术性、经济成本等方面优选适宜的ATSE装置。

4.PC级前合理增加短路保护电器。在实际工程应用中，不能盲目在PC级前端添加短路保护电器，而是应根据PC级ATSE装置在实际运行过程中，能否承受前端短路保护电器保护电流的冲击来进行优化设计。若PC级ATSE装置能够承受前端保护电流冲击，而切换箱内部就无需再额外增加短路保护电器;若ATSE不能承受前端保护电流冲击，则需要进行认真计算分析，优选短路保护电流低于PC级ATSE额定限制短路电流的短路保护电器，这样可以有效提高不同电路元件的性能搭配能力，确保ATSE自动转换开关具备较高运行安全可靠性。虽然在PC级ATSE切换箱内增加短路保护器，可以提高装置短路保护功能，但由此可能会导致成本和箱体空间大大增加，此时可以优选CC级ATSE自动转换装置，即可以满足系统短路分断能力需求，同时具备体积小、结构紧凑等优点，可以提高智能楼宇住宅优化设计在空间利用效率。

5.ATSE二段式与三段式的优选。二段式ATSE开关电器其主触头只有两个工作位，即“常用电源位”与“备用电源位”，当供电负载不会出现长期断电时，采用两段式ATSE装置，其供电可靠性较高，转换动作时间也较快快;而对于三段式ATSE开关电器而言，其开关主触头共有3个工作位，比二段式ATSE工作位多了个“零位(即处于电动工作)”，此时ATSE装置主触头处于空档工作位，其负载断电时间也相对较长，通常为二段式断电时间的2～3倍。三段式ATSE装置虽然其负载断电时间较长，但设置“零位”的主要作用在于当供电负载为高感抗或大电机负载时，可以通过“零位”延长断电时间，避免突然断电工况冲击电流对供电系统的冲击破坏。

四、结语

目前，国内市场中的大多PC级ATSE装置，仅满足国家标准最低技术要求，尤其设备短路性能指标普遍偏低且存在公开不全面等问题，这就很容易引起使用人员进行设备优化比选困难或选择错误，进而影响供电系统运行安全性、可靠性。在进行ATSE装置优选时，必须要根据工程项目的实际功能特性，从可靠性、安全性、成本经济性等方面优选ATSE，并优化双电源供配电系统，确保ATSE装置短路性能指标与系统保护特性指标的匹配特性，避免或减少由于选型不当给整个建筑电气系统带来的安全隐患，确保供配电系统安全可靠、节能经济的高效稳定运行发展。

参 考 文 献

[1]全国智能建筑技术情报网.中国建筑设计研究院机电院.自动转换开关电器ATSE设计应用导则[J].智能建筑电气技术.2006(2)：4～6

[2]中国建筑东北设计研究院编.JGJ16-28民用建筑电气设计规范

[S].北京：中国建筑工业出版社，2008

作者：梁凡艺

开关电器应用探讨论文 篇3：

“高压电器”课程教学改革探讨

摘要：本文从教学内容、教学实践环节、教学方法等方面对“高压电器”课程的教学改革进行研究，以亲身教学经历分析目前“高压电器”课堂上存在的一些共性问题，提出利用多媒体技术和工程实例教学等有效的教学方法来丰富课程教学成果，提高学生应用知识的能力。

关键词：高压电器;教学改革;多媒体教学

1 《高压电器》课程教学改革的必要性

《高压电器》是电气工程专业的一门专业必修课。该课程论述了电力系统常见的高压电器设备基础知识，包括真空断路器、六氟化硫断路器等高压开关电器的结构、工作原理和基本计算方法[1];高压开关电器在电力系统中工作时所发生的各种暂态过程及其对开關电器的影响等相关内容。学生需要掌握断路器完成各种关合和开断任务时工作条件的差别、开断三相短路时流过开关电器弧隙的短路电流波形以及抑制操作过电压方法等相关重点知识。其涉及的知识点繁多，难点和重点知识掌握也比较困难。[2]而该课程又属于高压范畴，课堂上难以现场演示或者实物演示，学生对课程知识的理解与掌握相对较难，特别是断路器内部灭弧装置以及开断电压电流波形的分析。若采用传统的教学模式，学生很难理解高压电器的基本知识点，很容易让学生失去学习兴趣，课堂教学效果不理想，也达不到培养应用型人才的培养目标要求。因此，研究《高压电器》课程教学改革措施具有重要意义。

2 《高压电器》课程教学改革思路及主要内容

2.1 采用多媒体教学，丰富课程教学方式

《高压电器》主要讲授高压开关内部结构和工作原理等相关知识，其理论性和实践性都很强，而其工作特性又属于强电范畴，课程上难以通过实验手段让学生亲眼观看其工作特性，使得学生难以直观的了解高压开关的工作特点及其故障现象分析，[3]特别是开断三相短路时流过开关电器弧隙的短路电流电压波形。因此有必要通过多媒体教学，将事先准备好的相关章节视频、图像、音频等多媒体资料播放给学生看，让课堂知识点更加饱满、直观、简单易懂，与板书相结合，丰富课堂教学方式，避免学生课堂视觉疲劳，从而进一步调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情，浓厚课堂学习氛围，提高教学效果。

2.2 合理运用工程实例分析，提高学生思考能力

《高压电器》是电气工程专业的一门专业基础课，是学生未来从事与电气相关工作的必备知识。学好本课程的知识还不够，重要的是学生能够扎实掌握课程知识，学会应用课程知识去解决实际工程问题，正在达到学以致用的效果，让老师的教学成果更富有成效。因此，在课程教学过程中，必须重视理论联系实际，课堂联系工程实例，引导学生独立思考，独立分析和解决问题，避免填鸭式教学方式。在重要知识点讲授过程中，适当引用工程实例，与学生交流，使得学生更得心应手的应用所学知识去解决实际工程问题，提高学生的思考能力和分析能力。

2.3 适当引入双语教学，提高学生综合能力

高压电器是电力系统中常见的设备，是国内外电力企业研究的重点领域。学生毕业后从事电力相关的企业，难免需要跟国际同行进行合作与交流，而熟练的专业外语知识是学生必不可少的技能之一。因此，在本课程教学程中，可以适当的进行双语教学，提高学生的专业英语水平，为学生将来的工作增加砝码。

2.4 建立互动与启发式的教学方法

《高压电器》是一门比较系统全面介绍高压开关的基础理论知识，内容繁多，原理分析复杂，又是一门跟工程应用关联很紧密的专业课程。学生上课对知识点比较难以理解和掌握，让绝大部分的学生理解《高压电器》课堂知识并应用课堂所学知识，是一件较难的事。因此，课任教师一方面需要用通俗易懂，逻辑性强的语言给学生授课，另一方面需要积极与学生互动，引导学生思考，提高学生学习的主动性，营造良好的课堂学习氛围，使得教师的教学技能和学生学习效果都能有效地提高。因此，可以适当在上课前和上课过程中进行提问，并制定奖惩机制，一方面可以让学生课前课后认真复习，巩固所学知识点，另一方面可以提高学生课堂注意力，防止个别学生课堂开小差，激发学生课堂听课积极性。

参考文献：

[1]林莘.现代高压电气技术[M].北京：机械工业出版社，2002.

[2]康明才，黄锦安，马鑫金.“高低压电器”课程教改探讨[J].电气电子教学学报，2002，

24(5)：34-35.

[3]张闯，王颖，许刚，等.“高压电器”课程教学改革初探[J].河北工业大学学报(社会科学版)，2008，23(2)：11-13.

作者：林智勇 曾建斌