新一代智能环网成套柜技术

新一代智能环网成套柜技术

《电力发展“十三五”规划》提出建设智能电网，促进智能互联，全面提升电力系统的智能化水平。智能电网建设经过近几年的发展，越来越多的智能化电力设备投运到供电系统中，配电系统的电气设备智能控制技术得到较快的发展。

1、智能环网成套开关柜

智能环网成套柜是将信息技术融合到传统控制器中，以数字化信息的获取、处理、利用和传递为基础，在开放和互联的信息模式基础上，进一步提高电器的性能指标以及自身的可靠性和安全性，同时为智能电网的运行控制提供更加完善和丰富的数字化信息，以提高系统的整体性能。

2、智能环网柜上、中、下三层结构设计

（1）实现柜体的一次和二次部分的一体化,实现即插即用的方式。

（2）根据环网柜在线路中所处的位置，区分不同的功能。

（3）必须与先进控制技术结合实现信息交换的准确性。

（4）集故障判断、远程操作、安全控制于一体。

一、智能设备基本特征

1、智能硬件及嵌入软件

智能设备通常具有更复杂的硬件结构，包括传感器、微处理器、数据存储、控制和嵌入式操作系统。大多数智能设备都连接到互联网，但并非所有连网设备都是智能的。

智能设备是智能控制系统主要的组成部分，智能配电系统主要的智能设备除了CPU屏、嵌入操作控制系统、智能仪表、智能监控设备、智能显示设备等；而配电系统应用最多的智能设备是智能仪表。

智能仪表带有一路或者多路通信端口，通过通信口与CPU操作系统连接，远程读取仪表内电流值、电压值、无功功率、有功功率、有功电度、无功电度、功率因数、电网频率以及接入仪表开关量输入模块的断路器运行状态等相关参数信息；同时现场终端仪表也可通过通信网络控制仪表继电器输出的闭合与断开来控制断路器的合分闸。

智能环网成套设备的先进传感器元件应用。

1）集成化单一的状态监测功能仪表被综合操控装置取代。

2）网络化开关设备具有总线标准的状态监测和诊断接口，支持远程功能调用。

3）模块化智能开关设备状态监测、诊断和控制所需要的各个功能逐渐模块化，标准化，具有高度的可互换性和可配置性。

4）智能诊断开关设备将具有一定程度的嵌入式诊断和报警能力。

5）将能够实现设备全生命周期数据的管理。

6）具备更多状态监测功能，例如柜体气压、接口局放、电弧光、SF6泄漏等。

7）将发展出一系列的辅助功能，如设备物料管理、设备文档管理、SOE 等。

8）本地和远程接口更加丰富：USB,蓝牙,串口，网口。

9）支持本地视频显示和网络视频(图像)服务器功能。

10）与开关设备一次、二次更紧密结合，共同通过系列化测试，保证设备的绝缘、精度和可靠性。

2、通信联网设备

“连网设备”主要是指具有实质功能的设备，该设备连接到互联网以传输数据或被远程控制。术语泛在电力“物联网”是指用于收集和交换数据的连网设备和系统组成的庞大网络。

3、智能设备可以预测故障

智能化是当设备意外发生故障时，就维修和生产力损失而言，可能要付出巨大的代价。安装在机械部件上的物联网传感器可以在任何重大停机之前检测到问题，从而提前解决问题并减少损失。

二、智能制造发展新趋势

1、需求导向、痛点聚焦将指引工业人工智能从理想走入现实

2、工业大数据将成为智能制造和工业互联网发展的核心

3、基于大数据的工业智能将带来更多服务型应用场景

4、设备状态智能管理系统将成为远程运维的新模式

5、工业区块链将服务于数据安全及分布式智能生产网络

6、协作机器人将成为工业机器人的主流发展方向

7、算法的工业智能平台将成为应用场景的重要基石

8、协同将成为工业智能应用产品重要技术路线

9、5G技术将引领工业网络发展

10、智化将成为制造业转型发展的突破口

三、新一代智能环网成套柜

智能装备是具有感知、分析、推理、决策、控制功能的先进装备，它是先进制造技术、信息技术和智能技术的集成和深度融合，而且是智能电网建设的必不可少的关键装备。智能开关柜升级了传统开关柜设备配置方式，以智能仪表、智能断路器、智能开关保护器、重合起动器及可编程逻辑控制器（programmable logic controller, PLC）等智能器件组成的配电系统代替传统以主令器件（普通指针仪表、断路器、继电器、接触器、熔断器、热继电器）组成的配电系统。智能电网技术的基本特征是开关设备的信息化、自动化和和互动化，最终实现电力资源的优化配置。智能环网柜是智能电网设备构成中非常重要的组成部分，为了适应智能电网的需要，同时也是电力设备自身性能提高的要求，发展智能一体化开关设备成为必然趋势。

1、智能仪表

智能仪表带有不同回路数的开关量输入与继电器输出模块，利用仪表的开关量输入模块，可以将断路器的合分闸信号及故障信号接入仪表；将仪表的继电器输出模块串入断路器合分闸回路，可以实现对断路器合分闸的遥控操作。

智能终端装置能够适用于10kV-20kV户外多种电力开关柜。

开关柜智能操控装置功能强大，它以“一体化“的结构布局配套于开关柜，简化了开关柜的面板设计，美化了面板布局。

具有动态数字指示、带电显示及闭锁、及其控制状态、一次回路电压值电流值显示、远方/就地操作、远程通信等功能，智能装置的安装使用使传统电力开关柜进一步提升了智能化、网络化、数字化，在“互联网+”模式下实现电网运行的智能化

2、智能断路器

配电网线路故障主要是由线路过电压、过电流造成电网保护装置跳闸，供电线路停电是故障的表现形式。

在城市配电网推广智能环网开关柜能够在错综复杂的电网中，快速找到故障发生地点，排除故障及时恢复电网供电。

配电网线路故障时继电保护及安全自动装置迅速分断线路，保护电网设备不被损坏。

过电压、过电流速断保护、单相小电流接地故障保护

(1)、相（A、B、C）与接地（N）故障检测

如果配电线路中测量的电流超过故障检测的拾取电平，通过电源侧保护设备检测到无电压（死线），则立即检测故障并在适当时间后判断故障类型（瞬间/临时）。此时，相与接地的拾取电平另行设置。

(2)、判定故障方向

进行故障检测时，对于相及接地利用正相序及逆相序因素判定方向。

(3)、抵制浪涌

在测量的电流值上应用时间和倍数，如果开关的电源侧和负荷侧为活线时，测量的电流值在浪涌时间以内超过故障检测的拾取电平，但未达到浪涌倍数，则不进行故障检测的功能。此时，相与接地的时间和倍数另行设置。

(4)、非接地配电系统的故障检测

中性点非接地配电系统由2条以上的支线构成时，如果发生接地事故，虽然可以根据零序电压（Vo）识别是否发生故障，但由于在非接地配电系统中同样测量到零序电压（Vo），无法识别是哪条支持发生了故障。SZLL-6160DTU终端装置可以接收系统模拟测量值。通过分析上述零序电压和由零序电流互感器测量的零序电流相位关系，可以完美地检测出接地故障检测区域。

(5)、保护协助

如果配电线路中发生故障，则与电源侧保护设备合作，如果因电源侧保护设备的切断而检测到无电压（死线），则启动装置的保护功能；用装置算法给出定位故障导致的停电区域。

(6)、瞬间电流变化检测