智能中壓開關柜的研究與應用

相龍陽 苑令華 張傳亮

摘 要 隨著經濟快速的發(fā)展，電力行業(yè)建設對供配電設備提出了更高的要求，智能開關柜被廣泛研究推廣使用。本文首先介紹了智能開關柜技術優(yōu)勢，研究了智能開關柜的系統(tǒng)構成，對智能變電所建設具有重要的指導意義。

關鍵詞 智能開關柜;無線測溫;電動操作;視頻監(jiān)控

引言

經濟的快速發(fā)展對我國電力行業(yè)提出了更高的要求，新型開關柜應具備更高的供電可靠性，更長的使用壽命，更少的維護工作，有在線監(jiān)測、自診斷和自動控制性能，并具有網絡通信能力。為更好地契合新型變配電系統(tǒng)自動化程度高，一體化綜合控制的特點，研發(fā)新型智能化開關柜已成為當前發(fā)展趨勢[1]。

1 智能開關柜設計

基于iVD4智能斷路器，通過全電動操作系統(tǒng)、智能監(jiān)測控制單元、溫升在線監(jiān)測系統(tǒng)、智能觸臂、早期故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，結合柜體上的智能人機交互界面與后臺集控單元、移動終端設備，實現(xiàn)開關柜的全電動操作、全參數(shù)的在線監(jiān)測和自診斷、早期故障的檢測與發(fā)現(xiàn)、終端設備的遠端操作等功能[2]。

1.1 全電動操作系統(tǒng)

電動操作包含電動底盤車和電動地刀控制，通過伺服電機控制器對驅動電機的控制和保護，具有就地和遠方兩種操作模式。控制器可在驅動電機運轉受阻時，達到保護條件時立即對電機制動，并逆向驅動電機解除悶車卡死狀態(tài)，保護電機安全。

斷路器底盤車和接地開關只有在滿足相應的閉鎖條件時才能進行電動操作，通過電氣和機械的雙重閉鎖保證電動操作的可靠性。

1.2 溫升在線監(jiān)測系統(tǒng)

利用可靠的無線射頻技術，無線信號傳輸，將安裝于高壓處的測溫點與接收單元進行徹底的隔離;射頻前端采用CT自取電方式，安全可靠[3]。當一次側電流大于50A時，就能保證無線發(fā)射模塊正常工作，TR測溫模塊完全滿足開關柜實際運行環(huán)境的要求。

1.3 智能觸臂

開關柜的安裝使用與傳統(tǒng)開關設備相同，采用強電和弱電一體化設計，嵌入一次智能組件，無須客戶在現(xiàn)場進行任何額外的布線和配置。每根智能觸臂具有唯一的ID號，監(jiān)控單元自動搜索各監(jiān)測點的溫度。

1.4 柜內視頻監(jiān)控

智能型高壓開關柜斷路器室、母線室內安裝微型攝像頭，開關柜進行相關操作時，后臺能夠直觀地顯示斷路器、接地開關的動作過程和位置狀態(tài)，為設備的維修、維護工作提供直觀的依據[4]。

1.5 專家診斷系統(tǒng)

基于高壓斷路器植入多種傳感器，包括霍爾電流傳感器、角位移傳感器等，通過物聯(lián)網通信技術對高壓斷路器進行信息采集和獲取。

將變電站運行的數(shù)據遠程傳送至專家數(shù)據診斷中心，專家診斷中心基于多傳感信息融合的理論狀態(tài)評估決策模型建立了高壓斷路器專家診斷模型。

基于大數(shù)據等技術對高壓斷路器設備狀況進行實時自我診斷，故障自動識別，并給出故障原因分析，診斷結論的推送及運維策略的指導。

2 智能開關柜技術特點

高效靈活，安全可靠。配置斷路器電動底盤車和電動接地刀閘，一鍵控制操作實現(xiàn)裝置自動化功能。

智能化程度高，實時在線監(jiān)測開關柜的運行參數(shù)，并對參數(shù)進行運算、分析、診斷，并將全數(shù)據上傳至集控系統(tǒng)和移動終端，真正意義上的實現(xiàn)變電站的無人值守。

故障在線監(jiān)測系統(tǒng)對斷路器的實時監(jiān)視并對早期潛在故障做出診斷，大大降低了維修成本，延長了設備使用壽命。

3 智能開關柜應用

選取兗礦興隆莊煤礦為示范礦井，井下中央變電所共包含39臺智能型高壓開關柜（800*1400*2200）;6面智能型低壓開關柜（800*650*2200）;1面38AH直流屏（800*600*2260）;智能巡檢系統(tǒng)1套;專家診斷系統(tǒng)1套;智能供電監(jiān)控系統(tǒng)1套。

變電所內高低壓配電設備，采用全電動操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)斷路器手車的遠程搖進搖出、斷路器的遠程合分等功能;配置有專家診斷系統(tǒng)，智能巡檢系統(tǒng)，智能供電監(jiān)控系統(tǒng)。

從圖示曲線可直觀地看出正常合閘時曲線平滑、無拐點;合閘故障時曲線不光滑、有毛刺，電流和行程突變處波動較為明顯。

4 結束語

綜上所述，隨著電力行業(yè)建設和工業(yè)生產快速發(fā)展，對供電安全、可操作性、可靠性要求越來越高。智能開關柜的設計開發(fā)研究，有著十分重要的意義，能夠解決現(xiàn)場實際問題，保證電力系統(tǒng)安全高效可靠運行。

參考文獻

[1] 段明江.高壓智能開關柜的前景[J].廣東科技，2011，（8）：44-45.

[2] 應麗華.10kV高壓開關柜設計研究[J].機電信息，2012，（30）：137-138.

[3] 童本羽，楊冠魯.中壓開關柜的智能化改造與研究[J].科技傳播，2013，（4）：62-63.

[4] 傅新凱.電力系統(tǒng)中l(wèi)0kV高壓開關柜的應用設計分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2012，（30）：136.