智能中压开关柜的研究与应用

相龙阳 苑令华 张传亮

摘 要 随着经济快速的发展，电力行业建设对供配电设备提出了更高的要求，智能开关柜被广泛研究推广使用。本文首先介绍了智能开关柜技术优势，研究了智能开关柜的系统构成，对智能变电所建设具有重要的指导意义。

关键词 智能开关柜;无线测温;电动操作;视频监控

引言

经济的快速发展对我国电力行业提出了更高的要求，新型开关柜应具备更高的供电可靠性，更长的使用寿命，更少的维护工作，有在线监测、自诊断和自动控制性能，并具有网络通信能力。为更好地契合新型变配电系统自动化程度高，一体化综合控制的特点，研发新型智能化开关柜已成为当前发展趋势[1]。

1 智能开关柜设计

基于iVD4智能断路器，通过全电动操作系统、智能监测控制单元、温升在线监测系统、智能触臂、早期故障在線监测系统，结合柜体上的智能人机交互界面与后台集控单元、移动终端设备，实现开关柜的全电动操作、全参数的在线监测和自诊断、早期故障的检测与发现、终端设备的远端操作等功能[2]。

1.1 全电动操作系统

电动操作包含电动底盘车和电动地刀控制，通过伺服电机控制器对驱动电机的控制和保护，具有就地和远方两种操作模式。控制器可在驱动电机运转受阻时，达到保护条件时立即对电机制动，并逆向驱动电机解除闷车卡死状态，保护电机安全。

断路器底盘车和接地开关只有在满足相应的闭锁条件时才能进行电动操作，通过电气和机械的双重闭锁保证电动操作的可靠性。

1.2 温升在线监测系统

利用可靠的无线射频技术，无线信号传输，将安装于高压处的测温点与接收单元进行彻底的隔离;射频前端采用CT自取电方式，安全可靠[3]。当一次侧电流大于50A时，就能保证无线发射模块正常工作，TR测温模块完全满足开关柜实际运行环境的要求。

1.3 智能触臂

开关柜的安装使用与传统开关设备相同，采用强电和弱电一体化设计，嵌入一次智能组件，无须客户在现场进行任何额外的布线和配置。每根智能触臂具有唯一的ID号，监控单元自动搜索各监测点的温度。

1.4 柜内视频监控

智能型高压开关柜断路器室、母线室内安装微型摄像头，开关柜进行相关操作时，后台能够直观地显示断路器、接地开关的动作过程和位置状态，为设备的维修、维护工作提供直观的依据[4]。

1.5 专家诊断系统

基于高压断路器植入多种传感器，包括霍尔电流传感器、角位移传感器等，通过物联网通信技术对高压断路器进行信息采集和获取。

将变电站运行的数据远程传送至专家数据诊断中心，专家诊断中心基于多传感信息融合的理论状态评估决策模型建立了高压断路器专家诊断模型。

基于大数据等技术对高压断路器设备状况进行实时自我诊断，故障自动识别，并给出故障原因分析，诊断结论的推送及运维策略的指导。

2 智能开关柜技术特点

高效灵活，安全可靠。配置断路器电动底盘车和电动接地刀闸，一键控制操作实现装置自动化功能。

智能化程度高，实时在线监测开关柜的运行参数，并对参数进行运算、分析、诊断，并将全数据上传至集控系统和移动终端，真正意义上的实现变电站的无人值守。

故障在线监测系统对断路器的实时监视并对早期潜在故障做出诊断，大大降低了维修成本，延长了设备使用寿命。

3 智能开关柜应用

选取兖矿兴隆庄煤矿为示范矿井，井下中央变电所共包含39台智能型高压开关柜（800*1400*2200）;6面智能型低压开关柜（800*650*2200）;1面38AH直流屏（800*600*2260）;智能巡检系统1套;专家诊断系统1套;智能供电监控系统1套。

变电所内高低压配电设备，采用全电动操作系统，可实现断路器手车的远程摇进摇出、断路器的远程合分等功能;配置有专家诊断系统，智能巡检系统，智能供电监控系统。

从图示曲线可直观地看出正常合闸时曲线平滑、无拐点;合闸故障时曲线不光滑、有毛刺，电流和行程突变处波动较为明显。

4 结束语

综上所述，随着电力行业建设和工业生产快速发展，对供电安全、可操作性、可靠性要求越来越高。智能开关柜的设计开发研究，有着十分重要的意义，能够解决现场实际问题，保证电力系统安全高效可靠运行。

参考文献

[1] 段明江.高压智能开关柜的前景[J].广东科技，2011，（8）：44-45.

[2] 应丽华.10kV高压开关柜设计研究[J].机电信息，2012，（30）：137-138.

[3] 童本羽，杨冠鲁.中压开关柜的智能化改造与研究[J].科技传播，2013，（4）：62-63.

[4] 傅新凯.电力系统中l0kV高压开关柜的应用设计分析[J].科技创新与应用，2012，（30）：136.