智能配电网中智能中压开关柜关键技术设计研究

袁 刚

湖北省华网电力工程有限公司 湖北 武汉 430040

引言

随着国民经济的快速发展，各领域配电网自动化发展进程与供电稳定性要求不断提高，推动着开关柜技术的发展，开关柜装置运行监控有了新的要求。开关柜属于基础的成套设备，中低压开关装置属于其中较为基础的形态。在当前不断的发展中，智能开关不断引入到配网中，将计算机以及数字处理技术等，融入到智能配电网中，进行智能测量、可编程逻辑控制以及多种通信功能。

1、智能中压开关柜优势分析

对于智能变电站来说，开关柜设备意义非常重大，需要保证精准运行，同时还要保证实际的结果进行智能电网的交互，这样电网在实际的运行中有更为坚强的安全后盾以及运行基础，智能开关有效的进行电网调控，因而智能配电网中，智能开关柜优势主要表现为：可实时严格监控电气回路电压、电流、触头与每一开关位置参数。同时，智能开关柜还能实时检测开关柜内工作环境，开关柜内部温度与湿度是主要检测内容。如果开关柜内部温湿度不正常，就会发出相应的警报信号。与此同时，智能开关柜还会检测内部是否出现局部放电问题，检测触头绝缘水平，如果触头绝缘水平超过标准，就会发出警报。配电网系统中，智能开关柜具有自动设定检修与维护功能，以此实时监测断路器预期电气特性参数。

智能电网建设中，智能开关柜只有充分发挥其技术优势，才能有效降低原有开关柜出现各种机械问题与绝缘事故的几率。

2、智能配电网中智能中压开关柜关键技术设计分析

2.1 开关柜关传感器技术

以往电力系统运行中，互感器发挥着测量与保护功能，一般以电磁式为主。但部分继电保护装置有复杂的系统，必须要能够很好的反应电流突变率，还要能反应其相位与波形，所以现阶段，对于以往用到的电磁式互感器无法满足高压开关设备运行需求，此种情况下传感器技术发展标准不断提高。当前，光纤技术发展水平不断提高，以法拉第旋光效应为核心，光电互感器与光电传感器（OCT）逐渐问世。目前，因光学电流互感器自身有较强的抗电磁干扰能力、测量范围广泛、绝缘性能简单而可靠等优势，自身质量轻且体积小，运输方便，因而在中压开关设备中应用日益广泛。

2.2 智能中压开关柜控制关键技术设计

传统开关柜处理部分电气参数与状态量时，可将电流与电压有效融合起来，并准确发布分闸与合闸等指令。比如中压开关柜保护，因其内部安装了很多的传感器，及时处理内部传感器搜集到的相关数据，结合处理结果分析诊断设备故障。从本质上来讲，智能化微系统中中压开关柜是一种比较常见的设备类型，其主要包含前置机、后台机与传感器等几部分。以往系统运行中，对于单元与数据收集等方面的处理工作，前置机处理方式简单，而中压开关柜前置机要负责数据储存、处理与长传等方面的工作，还要严格执行后台下达的指令，此外还要协调各设备运行。除此之外，为了确保管理界面清晰可见，尝试将专业数据处理终端暗转到断路器上，利用RS-485通信网络与前置机连接起来。与此同时智能中压开关柜还能分析数据与管理系统，诊断系统故障的同时发出控制指令。相较之传统保护装置，柜与柜间还能实现数据交换与通信。其中，采用电力载波通讯可以有效降低维护费用以及制造成本，载波信号通过中压线路传播，从各个节点处的耦合设备传到各个载波机上，载波机接收信号之后，进行信号的解码，变成数字信号，然后对数据中从载波机地址的验证来确认该数据是否是发送给该从节点。中压载波技术结合自身特点和GPRS、光纤通信方式配合使用，其传输距离以及速率不断提升，在开关柜中应用已经十分普遍。

2.3 中压开关柜状态监测与故障诊断技术

智能化配电网运行中，其智能化主要表现为在线检测设备运行与诊断故障。实际运行中，如同检测功率与功率因素、电流电压与电网频率、断路器合/分等工作状态等，有效保护短路、过电流、电机起动、欠电压、不平衡运行及接地等情况；有效控制远方断路器操作等。采取有效的通信手段，将其有效融合融为一体，以此促使微机有效控制变电站。此外，数据采集与处理、信号变送及故障分析诊断，是中压开关设备在线监测系统的重要构成部分，其中绝缘性能、机械性能及电气性能监测是应用最为广泛的。

2.4 智能中压开关柜真空度监测

智能配电网系统运行中，对于所使用的真空断路器，定期检查其真空度，以防发生安全事故。现阶段，真空度检测过程中，离线与在线监测是两种主要检测方法。在线监测过程中，真空断路器真空度实时性更强，其要求检测设备、运行与采集不会对断路器设备正常运行造成影响。真空度在线监测方法有很多，比如电光变换、耦合电容法等检测方法。

2.5 中压开关柜数据检测技术设计

当今时代，现代科技发展水平不断提高，电力测量与保护工作中，电子式互感器装置发挥着重要的作用。所以，选用电子式互感装置时，开关柜智能性的突出是十分重要的。一般情况下，各类型开关柜都可选用电子式互感装置，但必须要根据实际情况合理选用。比如，10KV智能开关柜要选用信号模拟输出量小的电流电压一体化电子互感装置。智能配电网运行中，检测电流是否出现泄漏时，因绝缘特性参量是多元化的，因而从经济性层面来看，选择绝缘件泄漏电流检测是最为适宜的。

2.6 中压开关柜温度检测技术设计

现阶段，智能配电网系统中，智能开关柜温度检测激素主要包含热红线、色片、光纤光栅与无线测温等方法。根据科学技术实际发展趋势，色片、光纤光栅与无线测温方法符合开关柜技术设计要求。大量实践表明，高压无线测温技术更加契合于智能开关柜系统设计要求，因而选用无线测温技术进行智能开关柜方案设计。

结束语

综上所述，随着配电网系统的发展运行，智能开关柜应用日益广泛，尽管当前智能开关柜取得了一定的发展成就，但依然存在很多问题，例如一二次元件由不同厂家负责生产，因而考虑问题的角度有所差异，所以实际应用中需要花费很多时间磨合并改善，后期运行中依然需要投入大量人力与资金进行研究，在此基础上为国家电力系统长期稳定运行奠定良好的基础。