低压智能配电柜设计研究

冯钦玉

（南京大全电气有限公司， 江苏 南京 211100）

引言

在智能电气控制系统中，低压智能配电柜是其中的核心环节，对前者的稳定运营提供基础支撑。低压智能配电柜的设计及应用因此逐渐成为推动行业变革，提升生产效率以及核心竞争力关键技术途径。在应用设计低压智能配电柜中，如何保障其处于可靠性状态运行则是当前工业化生产中需要考虑的问题。

1 低压智能配电柜重要性

1.1 低压智能配电柜有助于提升系统运行效果

从电气控制系统角度可知，提升整体运行效率，要求配电柜实现自动化控制，并且要求控制精度符合设计初衷。当然，对于自动化控制而言，主要是依托智能化技术以实现基于人思维的管理方式的控制过程，以实现智慧化管控，这在一定程度上也带来了精度保证。从系统运行效果上分析可知低压智能配电柜的设计及应用控制显然是一个非常重要的举措，其能降低人为操作中带来的偏差，从而以提升系统整体可靠性，实现自动化控制精度和质量的整体提升，推动工业生产、安全高效进行[1-2]。

1.2 低压智能配电柜有助于提升系统运行质量

当前在电气控制系统中，运行过程中的低压智能配电柜一般通过低压智能配电柜的设计及自动化控制技术等实现整体系统运行质量，比如运行稳定性等。在实际应用中，系统运行质量体现在确保能够实现基本的电气控制和功率分配功能外，需要符合正常的工作要求。确保这一要求的满足则需低压配电柜需能够实现高精度的自动化控制业务功能[3]。

2 低压智能配电柜的主要特点

低压智能配电柜主要由一个低压配电的控制电源搭配能与后台进行通信的智能检测系统组成，并通过数字通信的方式与计算机系统进行实时连接，从而实现配电开关的智能化与自动化管理，保障用电质量及用电效率。推广智能化配电系统，能为持续性的现代化生产流程提供保障，有助于生产企业运行过程中生产计划，改良负荷分配，从而有效减少生产过程所需要消耗的电力成本及维护成本。与传统的低压配电方式相比，低压智能配电柜具有数字化、多功能化以及网络化等特点。

2.1 数字化

低压智能配电柜所具备的数字化属性，是其与传统的低压配电系统的本质区别。由于低压智能配电柜中运用了现代化的智能处理器及精度较高的数模转化的系统，对配电过程中产生的各类常量都进行了数字化的处理，减少人工的参与度，由此实现了低压智能配电柜的基本特点的展现。同时，数据的录入无须人工操作，大大提高系统的数据处理能力。总而言之，智能低压配电柜在有效地加快测量与保障进度、提升产品密集性的同时，也有效地提升了配电系统的安全稳定性，此外还实现了运维成本的有效控制。

2.2 多功能化

低压智能配电柜抛弃了传统的低压配电系统所具有的功能较为单一的特征，现代低压智能配电柜中包含了检测、控制、调整及保护等多种功能，低压智能配电柜将这些功能结合在一起，以替代传统的低压配电系统所需要的一系列信号灯、电表及继电器等辅助零件，有效节省了低压柜中的额外接线，使整体系统更紧凑，在安装与调整的过程中也能有效节省时间。

2.3 网络化

低压智能配电柜涵盖了数字通信的接口，并通过互联网和计算机网络连接在一起，进而可在后台进行实时监控的计算机中完成远程的数据采集、处理、通信及远程控制等各类配电功能，以此实现配电系统的智能化处理与远程操控目的。该技术的集成有助于提升低压配电柜的信息化功能拓展性能，尤其是在模块化设计中，作用显著。

3 低压智能配电柜设计

3.1 柜体结构的智能化设计

根据当前应用情况可知，低压智能配电柜的典型结构可分为抽屉式和固定式等。具体而言，在低压智能配电柜的整个柜体结构设置中，智能化设计环节主要位于一次元件设计，比如断路器、CT、接触器以及一次电缆等环节，而CT 和接触器为低压智能配电柜的核心模块。断路器主要通过集成测控技术来实现智能检测控制效能。对于CT 而言，中高压系统中通常采用电子互感装置，而这一设计会引发故障率提升。对此，在设计过程中，要求在发生故障时，可快速控制故障蔓延，尽可能地降低灾难发生的可能性以及灾难带来的负面影响。对此，在一次元件和二次元件的设计环节，一次元件的业务旨在电力输送，而二次元件负责测控、保护以及四遥，从而以实现故障控制和智能化处理目的。对此本文侧重于柜体智能化设计。具体而言，即采用一条专用电缆进行隔离通信，降低通信干扰，其次构成独立空间，并横贯柜体。对于抽屉单元，提供两个一次侧触头，并将该触头置于柜体上，由此优化运维管理。

3.2 通信技术的应用设计

对于一个典型的柜体而言，自顶而下有着独立的通信通道，配备一个大约10 公分高度的固定式柜体，用于放置光线交换机以及通信信息处理应答设备，而在其下端配备带有综保的8 个抽屉单元，并通过光线和通信设备连接进行数据交互。此外整个配电单元对应的各处通信处理设备均通过局域网进行连接，并实现内部数据交互，然后在站内集成单元进行汇总，并向上转发，从而实现实时监控，智能化管理。

3.3 报警设计

报警设计为应对紧急情况而配套的业务功能，主要对异常运行状态进行警告，并通过网络传输到监控中心，从而为故障的及时排查提供指导。在该设计单元之中，一般通过挂接在通信单元来完成初步操作，其下方连接各类传感器，并对传感器数据进行综合整理，并通过简单分析，符合警告条件，则发起警告。这一警告信息通过网传送到各级管理单元，并通过运维人员及时处理，从而为整个电力系统、电气设备的安全稳定运行提供技术保障。

4 低压配电柜的信息化监控设计

低压配电柜监控信息化系统的平台包括电源监控系统与监控器两部分。电源监控系统是指借助监控器对低压配电柜内电源监控器及其他相关设备进行数据采集、传输和分析处理的软硬件系统，其主要作用是实时掌握低压配电柜运行状况，实现对低压配电柜的信息化控制。监控器是能凭借无线网络对设备的运行状态进行监控的设备，通过监控机房内的温度、湿度、电流、电压等数据信息，监督设备的运行状态，一旦发生故障，及时发出预警。工作人员能够利用无线网络远程监督和控制低压配电柜内的相关设备，能对被控设备进行打开、关闭或重启等操作，具有远程控制自动化、实时监控故障、可靠性和扩展性强等特点。

5 低压智能配电柜可靠性测试

5.1 现场测试法分析

该测试法即为在低压智能配电柜安装环境下进行相关项目的运营环境下的可靠性测试析，其主要依托测量的相关数据来做比照分析，从而获取运营设备相关的参数数据，包括系统运行稳定性和可靠性参数等。该法作为当前可靠性测试的重要方法，不需要附带设备进行辅助测试，只需对运行设备的相关测试来获取实际运行数据来获取其当前运行性能，该测试成本极低，并且工序简单，对整个设备系统的影响较小，对应的数据较为真实客观，因此被广泛应用于可靠性检测之中。

5.2 保证测试法分析

保证测试法则是对未出厂的低压智能配电柜的设计及应用前开展监测工作，尤其是对其可能存在的故障的检查，以此为低压智能配电柜性能的保障提供基础支撑。一般来说，低压智能配电柜自动化设备由于其高度复杂性，导致对应故障出现可能性随着低压智能配电柜的大批量生产而增加。这一随机化故障的出现是影响低压智能配电柜运行性能的最大阻碍。对此，保证测试法能够促进低压智能配电柜自主发现故障并进行有效修复以提升整体可靠性。该法的最大优势在于其能够降低低压智能配电柜的设计及应用运行性能不足的问题。然而该方法对应的缺陷也是非常突出，即其测试的时间比较长，因而主要应用于小规模的低压智能配电柜的设计及应用的测试中。此外其对外界条件要求较高，需要在规定的条件下开展相关工作方可获得有效的测试结果，对此在实际应用中需要综合考虑，从而实现测试效果的可靠化。

6 结语

低压智能配电柜作为电气系统以及电力系统中的关键组成，对整个电力系统以及电气设备的稳定运行提供技术支持。对此本文立足于低压智能配电柜这一关键组成，结合相关技术进行设计，旨在通过当前智能化技术的应用来提升低压智能配电柜的自动化智能化应用效果，从而为改善业内电力系统以及电气设备的运行维护状况提供技术支持。