浅析智能化开关柜的发展与应用

浅析智能化开关柜的发展与应用

发表时间：2019-03-14T14:41:01.573Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：范培广马川周彬彬

[导读] 摘要：高质量、高性能的传感技术、电子技术、数据处理技术实现了开关柜的智能化设计。

（山东泰开成套电器有限公司山东泰安 271000）

摘要：高质量、高性能的传感技术、电子技术、数据处理技术实现了开关柜的智能化设计。就智能化开关柜的结构特点、发展现状、应用优势进行阐述，以便更好地进行推广。

关键词：智能化；开关柜；发展；应用

引言：

开关柜智能化的发展，传感技术、光纤、微电子技术等被广泛应用于开关柜中，这就对开关柜智能化提出了更加严格的要求。不仅要确保其具备自动监控、便于检测、随时通信、远程网络管理功能，还要实现侵入感知、自我诊断、自我修复等智能化操作。

一、智能化开关柜的发展

智能化开关柜是在常规二次设备的基础上发展起来的，它简化了二次接线，提高了设备的安全性能，便于维护管理，功能强大，且具有通信接口，为实现变电站综合自动化提供了条件。

按照开关柜的结构形式，我国的开关柜主要经历了固定式、落地手车式、中置的发展历程。传统的开关柜主要是仿照苏联的固定柜，配上当前已逐渐被淘汰的断路器加以使用，价格低廉，虽然形式较为简陋，但按照和检修的空间大。其缺点主要是防护性能差，无法确保电网的安全运行。随着科技的进步和改造，断路器从烧油转变成真空，开关柜性能得到了大幅度提升。然后因为开关柜体积过大，不适用于小空间而逐渐被淘汰。再后来开关柜生产水平的提升，加之数控钣金加工技术、拼装技术和复合绝缘理念的推动，促使开关柜内的断路器更加可靠，智能化开关柜由此出现。通过在常规开关柜上安装一个控制单元，辅以计算机信息技术、网络通信技术、现代传感技术，实现在线控制、性能测量、安全防控、现实记录、故障诊断等功能。

与其他智能电器类似，智能化开关柜也是由智能化控制单元和一次开关的本体构成。结构为中置式，具有以下几个优点：一是以往的开关柜普遍使用电磁式互感器，这种传统的技术已经不再满足室内多设备、多功能的电器需求。如一些较为复杂的继电保护装置不仅需要反映出短路电流的大小，还要显示出电流突变率。二是微机处理技术的发展为智能化开关柜的发展提供了必要条件。它集测量、计算、控制、保护和遥控为一体，能安装在开关柜的内部，缩小设备体积。三是结构模块化、标准化。智能化开关柜的组合更加灵活，总体来说便是“以软带硬”，大大提高了开关柜对电器设备的适应能力。根据控制对象的不同，开关柜的硬件形式完全相同，并且可以在不同软件中相互转换，构成不同的测控单元，减少备件。

与传统开关柜相比，智能化技术在设计上更加简单，且便于维护。在安装通信等设施时，只需要少量的电缆便可完成，简化了检验工作。最后，智能化开关柜的判断能力、感知能力、控制能力得到了有效提升，提高了工作效率和安全性。智能化开关柜的发展需要结合科技与管理。对于电力系统来说，智能化开关柜对其安全性、可靠性产生着重要的影响，并且能大大提升电力设备的运行效率，提高经济效益。因此，技术人员要提高管理与研发意识，借助各项有力的改革措施，将电力系统与智能化开关柜有机联立起来，最大程度地发挥智能化开关的价值。未来智能化开关柜的发展离不开新材料的支撑。技术人员要持有与时俱进的创新理念，不断应用新材料研制出性能更加稳定、工作环境更加安全的电气元件，并有效运用在智能化开关柜中，延长其使用寿命，提高可靠性。

智能化开关柜的发展也离不开技术的支撑。在现今计算机技术的配合下，电力技术与智能化开关柜得到了高度融合和配置，未来智能化开关柜还要向着一体化、网络化、模块化的方向发展，从而降低开关柜的维护成本。

二、智能化开关柜的特点

现代科学技术的快速发展，为我国智能化开关柜的发展创造了条件，计算机技术、传感技术等等都是智能化开关柜的主要技术形式，在新时期，要使电力自动化技术向更高层次发展，就需要对智能开关的特点进行深入研究和探讨。

（一）系统特点。由于智能化开关柜是以现代传感技术、计算机技术等为主要技术形式，并利用常规开关柜构建控制保护单元，从而对系统内各项情况及时反馈，通过在线监控分析、故障诊断的智能开关柜。基于该种智能设备具有分析、诊断等各项功能，因而具有系统化特点。

（二）通信特点。将变电站智能配电系统、动画系统等各种系统形式，通过计算机与智能开关柜控制保护单元连接起来，通过该种智能设备各功能的实现，具备了通信功能，从而构成了一个智能化的配电系统。

（三）动态发展特点。随着我国科技的快速发展，各种新技术也逐渐发展起来，当然，智能化开关柜也是如此，必将会随着时代的发展进步而不断地升级转换，特别会在“在线监测传感器技术”领域，得到更好的发展，而已经取代二次功能微机化设备，将会在已有的技术水平上上升到更高的台阶。

三、智能化开关柜的应用

智能化开关柜在电器设备中的运用较为广泛，主要用于实现电力系统的自动化、统一化监控，并通过计算机技术进行智能化地判定，从而调控整个电力系统的运行环境是否正常，避免出现空载运行或者过负运行等状况，更好地达到减少能源浪费、提高经济效益的目的。

在电力系统中安装智能化开关柜，主要原理是以构建智能化控制系统的方式来促进设备功能的实现。其一，电力系统内部的中央控制器是由母线实行信号接收与传递工作的，一旦母线发生故障，不仅会阻碍信号的处理效率，对整个电力系统也将起到负面影响。因此，为了实时监测母线的发热温度处于合理范围内，需要一个持续、高效、准确的监测系统作为设备与外部环境的联系。而智能化开关柜正是基于这样一背景下被广泛运用到在线监测系统中来，从而确保了控制器系统中母线运行的正常温度。然而，值得技术人员注意的是，在进行母线与开关柜监测线的连接时，需要考虑母线的绝缘性，测温探头应放置在合理位置，避免测温结果受到外界环境的过多干扰而出现误差。

其二，与设备相连接的电力系统，当出现电流泄露故障时，会对设备产生严重的威胁性，影响设备的正常使用。于是从经济性、安全性、可靠性的角度出发，在电力系统中安装智能化开关柜能对绝缘件中的电流输送情况进行在线监测。以信号提取、二级上报等方式向外部传达监测结果，同时自动实施上报行为，确保监测结果的时效性和准确性。其三，在引入智能化开关柜的过程中，需要提高日常检修和维护的重视。一般情况下，使用智能化监测和信息处理系统能促使开关柜自行诊断故障及问题，同时在线监测出设备之间的运行和联系状