面向高低压成套开关设备的智能化控制系统的设计与应用 刘超

面向高低压成套开关设备的智能化控制系统的设计与应用刘超

发表时间：2019-07-24T16:52:00.347Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：刘超

[导读] 摘要：对于配电系统而言，配电房中高低压开关的选择需要综合考虑各种因素，不仅仅需要对开关本身功能进行分析，还需要对各项电气参数进行综合考虑，结合配电网的发展情况以及实际运行情况进行选择，将各级开关进行配合使用，保证配电系统运行的科学性和可靠性。

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摘要：对于配电系统而言，配电房中高低压开关的选择需要综合考虑各种因素，不仅仅需要对开关本身功能进行分析，还需要对各项电气参数进行综合考虑，结合配电网的发展情况以及实际运行情况进行选择，将各级开关进行配合使用，保证配电系统运行的科学性和可靠性。

关键词：高低压；成套开关设备；智能化控制；设计；运用

高低压成套开关设备是一种以开关设备为主体，将各种电器元件按一定主接线要求组装成一体而构成的成套电气设备，在发电站、变电站的配电系统中，有着不可替代的作用，设备系统技术水平的高低及各项性能指标质量的好坏，直接影响到整个电力系统的安全运行及工作质量。目前，高低压成套开关设备主要有高低压开关柜、箱变等。随着我国电力工业的发展，网络技术、计算机技术以及信息技术在相关产品中的应用，很大程度上提高了产品的品质以及工作质量，亦在一定程度优化提升了对输配电系统的控制、保护、测量、信号传输以及数据转换等功能。对控制系统的智能化要求，已成为行业的整体发展趋势。但国内对于高低压成套开关设备智能化控制系统的设计，在测温装置等核心技术上仍面临着许多亟待解决的问题，多数生产厂家仍然沿用的传统非接触式红外测温技术以及无线测温技术，已难以满足智能化控制系统基本的性能和设计要求，同国外先进产品相比，存在一定差距。光纤测温技术是近年来出现的一种新兴测温技术，本研究具体分析了10kV高压开关柜光纤测温智能化控制系统的相关设计及其运用，旨在探讨系统设计过程中所面临的一些技术应用问题，为该类产品的优化设计提供思路。

一、高低压成套开关设备的智能化控制系统概述

1.1智能化控制系统

高低压成套开关设备在电力系统中起着重要的作用。高低压成套开关设备的智能化系统具有系统分散化、设计简单、体积标准化、小型化、模块化、保护和控制智能化等特点。不仅能够对电压、电流的运行参数实现远程监控，还能对设备和线路进行远程操作，及时发现设备运行中发生的故障并准确定位故障的位置，使设备运行的安全性和稳定性得到有效的保障。近年来，高低压成套开关设备引人了数字集成技术，利用计算机的微处理技术，通过先进的设备对数据进行采集、控制、和监视。高低压成套开关设备的智能化控制减少了企业的维修设备的费用，降低了企业的运行成本，优化了企业的管理模式，使高低压成套开关设备在各行各业都得到了广泛的应用。

1.2我国高低压成套开关设备现状

虽然我国在高低压成套开关设备的发展应用方面取得了一些显著的成果，但与发达国家相比，目前我国高低压成套开关设备在应用中还存在很多的问题。首先，企业的独立开发能力差。据不完全统计，我国的高低压成套开关设备生产企业在2010年就已经达到一千多家。这些生产企业多数为中小型企业，大规模的企业较少，而且企业的技术力量薄弱，独立开发产品的能力较差，多数企业通过仿造或者技术转让的方式进行生产。加之国外企业的大量涌人，市场竞争日趋激烈。这种情况下，使多数企业忙于在激烈的市场竞争中寻求一席之地。新产品的研发周期和市场拓展时间长，这不仅使企业丧失了开发新产品的能力，也丧失了开发新产品的动力。其次，绝缘材料的性能差。我国绝缘材料中用于防水、防尘的-些密封条容易老化，使用寿命不长，一-般两年左右就会老化变形严重，在一些特定的环境下使用设备时，达不到长期防水、防尘的效果。而高低压成套开关设备的导电体一般为铜质，经常受到影响导致发热，降低设备的实际载流量，难以达到设计的要求。

1.3智能化控制系统的测温特点及要求

1.3.1主要特点

测温装置是其控制系统中的核心装置，开关柜作为电力输配电系统中的重要设备，常面临着恶劣的工作环境，温升在很大程度上影响着各种电气元件的运行状态以及工作性能，对于各种电气元件温度指标变化的实时监测是其核心功能之一。目前，在我国绝大多数生产厂家由于引入的是非自主性技术，在10kV高压开关柜在线测温及控制系统中目前采用较多的是非接触式测温技术，已难以满足实现智能化、自动化控制的要求，影响智能控制系统在故障预警、设备定检数据集成接口以及在线监测等各方面的性能指标。目前国内输配电领域，常用的开关柜主要为XGN型、KYN及SF6型开关柜，其内部一般都包含着断路器、CT、电缆头以及隔离开关等一系列必备的重要的电气元部件。而这些电气元部件是整个系统正常安全运行的基础，如其内部相关设备有积污或受潮等因素影响，可引发污闪事故，或有外界杂质误入其中，则可造成电线短路等情况，因此，对于XGN型开关柜内部当中的导电部位，均要进行绝缘热缩包封。但是，目前所使用的经外测温技术为非直接接触式测温，难以有效实现各种信号、数据的实时传输，在全封闭式的金属开关柜内无法发挥出应有的作用。

1.3.2测温装置的设计要求

对于测温装置的设计必须满足以下要求：

①必须满足高压绝缘的要求。在10kV高压环境下以及开关柜内部，对所装设的测温装置设备必须进行高压绝缘，对在线测温装置及控制操作系统，均要有高效的工作性能，这是当前仍需要重点解决的问题。②满足对原有电气元件工作性能无影响的要求。在10kV高压开关柜在线测温装置安装设计中，测温装置设备对电压开关柜原有其他电气元件的基本工作性能不能有影响③（3）满足对工作环境的适应性要求。高压开关柜在线测温技术设备的安装及设置，对开关柜内部恶劣的工作环境要有较强适应能力。

二、高低压成套开关设备的意义

由于用电用户的安全性与用电质量与高低压配电系统有着直接的关系，因此，高低压低配电系统就显得尤为重要，高压低配电系统作为电厂的重要核心组成部分，其安全性是至关重要的，一旦电厂的高压低配电系统出现了故障，如不能及时排除将酿成无法估计的重大事故。

2.1高压成套开关设备面临的挑战

随着科技水平与科学技术的不断提高，人们进入了一个崭新的科技时代，无论是城市还是乡村的用电量都在与日俱增。虽然高低压承