数字化低压配电柜的设计与研究

李姿 张伟

1 沈阳工学院，辽宁抚顺，113122 2 沈阳兴恒嘉电子工程有限公司，辽宁沈阳，110026

摘 要：本文阐述了信息化时代的数字化低压配电柜，文中对数字化低压配电柜进行了一次、二次侧的设计，包括设备选择和信息数据采集装置的设计，配电柜利用光纤交换机实现对实时数据的传送和执行，满足了智能电网的技术要求。

关键词：数字化；低压配电柜；智能电网

引言

现今社会已经进入了信息化时代，电力系统中的诸多方面已经融入了智能化的元素，这些设备通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术和先进的控制方法实现了更加可靠、安全、高效的运行效果。配电柜的设计过程中融入“数字化”的元素也是非常必要的。

1 低压配电柜的一次侧设计

熔断器、接触器和断路器是低压成套装置的主要设备，除了以上三种主要设备外，还有一些传感器作为辅助设备。

1.1 低压配电柜的设备选择

目前，低压成套装置多采用分割或抽屉形式的回路单元，断路器多采用框架形式或塑壳形式。配电柜的主要设备依据配电容量或配电柜的用途进行组合，可以实现多种不同功能的低压成套设备。

1.2 低压配电柜一次侧的智能化设计

低压成套设备的数字化设计是要对成套设备的主要电器元件的参数实现数字化的信息采集，这些主要设备包括接触器、熔断器和断路器。其中断路器的主要参数包括电压、电流、电功率、断路器状态等。

为了达到智能化的目的，需要在断路器内加装互感器，用以采集断路器的电流，再通过程序编程实现对断路器其他参数的计算，并需要为断路器加装辅助触点用来实现对断路器位置和状态信息的采集。最终将主要设备的参数通过光钎送入交换机进行通信。

低压配电柜中的熔断器需要采集它的状态和流经熔断器的电流，数字化设备通过光纤将数据传送至交换机，智能电子设备通过GOOSE协议进行通信。

2低压配电柜二次侧的数字化

低压成套设备二次设备包括互感器、指针表和继电保护设备，在以往的上述设备都存在大体积、低精度测量和复杂的安装与配线、检修繁琐等缺点。

现今智能电网的发展迅速，为了配合智能电网的发展速度，数字化的低压成套二次设备均实现了集成化和数字化，实现互感器的A/D转换，提高了信息的精确度和检测速度。数字化的低压成套设备通过光纤将采集到的信息通过交换机送给智能测控电子设备，实现了由信息采集到最后测控的完整流程。

低压配电柜的二次侧数字化的实现虽然增加了信息采集的数量，但可以使配线的复杂性大大降低。设备只需要通过简单的跳线即可实现对多路数据的信息采集与控制。

3 IEC光纤交换机

IEC光纤交换机具有符合配电系统的技术要求，它的特点是：

（1）适应电网的电磁环境；

（2）设备具有模块化的结构可以任意组合；

（3）具有简洁的连接方式和多种不同的通信类型；

（4）具有通信和保护的可靠性、安全性，可避免数据篡改或伪造。

IEC光纤交换机最大的特点是可以实现当链接失效时发出报警，并可以实时检测光纤连接状态并重新选择路由，且可以优化数据配置，可以实现优先GOOSE对等通信。

4 GSM报警设备

数字化低压成套设备具有实时报警功能，它能够对设备参数、状态进行检测，对故障情况可以实时报警，其报警信号可通过GSM、GPRS设备实时传送出去。数字化的低压成套设备可以实时观测各配电柜的参数，将系统采集到的各数据存储到系统数据库中，并具有数据筛选功能，最终将需要的数据通过AT指令发送出去。

5低压配电柜数字化的集成

断路器的智能化、熔断器的智能化、接触器的智能化等数字开关设备组成了数字化的低压成套设备。设备中通过数字化的互感器等装置实现了数字信号的采集，将成套设备中的参数通过光纤传输到交换机實现数据通信。在低压成套设备中还装有光纤交换机，可以实现配电柜与配电柜之间的。智能化的报警系统也融入到了数字化低压配电柜中，可以实时掌握配电柜的现状。

6 结语

数字化配电柜不仅技术先进功能齐全，为电网提供可靠、安全、高效的运行环境，且具有良好的经济性和前瞻性。加大数字化低压成套设备的使用量可以配合智能电网的建设步伐。

参考文献：

[1]叶丽萍.低压配电柜的开发与研究探讨[M].2009，7.

[2]刘骥，黄国方，徐石明.智能电网状态监测的发展[J].电力建设，2009.

作者简介：

李姿/女/1982年生/辽宁沈阳人/硕士/研究方向为电力系统及其自动化