基于智能配網(wǎng)的智能化配電柜的設(shè)計(jì)

謝厚昆

摘要：當(dāng)前，各種各樣家電設(shè)施開(kāi)始大量出現(xiàn)在農(nóng)民的日常生活中，例如空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)等日常生活常用的家電，大大提高了電網(wǎng)的壓力。因此，需要加強(qiáng)智能配電網(wǎng)的建設(shè)。智能化配電柜作為智能電網(wǎng)的最基本單元，是智能電網(wǎng)建設(shè)的一個(gè)重要組成部分，其設(shè)備智能化、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化以及參數(shù)數(shù)字化是它最顯著的特征。基于此，文章就智能配網(wǎng)的智能化配電柜的設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)借鑒。

關(guān)鍵詞：智能配網(wǎng)；智能化配電柜；設(shè)計(jì)

1.配電柜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的必要性

1.1提高系統(tǒng)運(yùn)行效果的必要措施

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行而言，效率的提高需要借助佃壓配電柜自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可以明顯增強(qiáng)低壓配電柜的整體功能。同時(shí)，還能夠促進(jìn)電力系統(tǒng)與設(shè)備運(yùn)行?？梢?jiàn)，低壓配電柜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制對(duì)提高配電柜的質(zhì)量具有重要意義。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果而言，自動(dòng)化控制是一項(xiàng)非常重要的舉措。

1.2配電柜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制是滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的必要手段

在電力系統(tǒng)和設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，要求高低壓配電柜能夠在實(shí)現(xiàn)基本的控制功能之外，也能夠在其他功能上符合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的要求，從而保證電柜在實(shí)踐中可以運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)。

1.3提高系統(tǒng)園錫遇白側(cè)借施

系統(tǒng)正常工作時(shí)，對(duì)低壓配電柜而言，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)，是確保系統(tǒng)能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)的一種關(guān)鍵性手段。電力系統(tǒng)及設(shè)備系統(tǒng)在正常工作過(guò)程中，就配電柜而言，在保障其基礎(chǔ)性功能實(shí)現(xiàn)的前提下，必須符合系統(tǒng)正常工作的要求，如此一來(lái)，方可保證低壓配電柜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，對(duì)提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量具有非常重要的意義。自動(dòng)化控制可以預(yù)防在此過(guò)程中出現(xiàn)的人為因素故障。

2.智能配電柜的工作原理及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1構(gòu)成及線路連接原理

智能配電柜在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用，不僅將電氣線路進(jìn)行了縮減和簡(jiǎn)化，使得操作的過(guò)程更具有安全性，還達(dá)到了智能化、自動(dòng)化的遠(yuǎn)程控制以及輸送短信的目的，因此當(dāng)線路跳閘時(shí)，就無(wú)需工作人員趕到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修，這大大節(jié)省了人力、物力，同時(shí)也使得工作效率得到了大大的提升。而智能配電柜中，其構(gòu)成和線路的連接原理為：首先其結(jié)構(gòu)由具有通訊傳輸?shù)穆╇姳Ｗo(hù)設(shè)備以及隔離雙頭的閘等構(gòu)成，其中漏電保護(hù)的設(shè)備的開(kāi)關(guān)為積木所制。其次就是線路連接的原理，它是由積木制開(kāi)關(guān)的頂部連接進(jìn)線母排，其底部就透過(guò)母排與隔離雙頭的閘進(jìn)行連接，然后隔離雙頭閘的開(kāi)關(guān)器件與地面相連接。

2.2主要功能及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.2.1遠(yuǎn)程通訊控制。其使用的是2.5G的無(wú)線定位通訊模式，這種模式的無(wú)線是由具有工業(yè)級(jí)的較高性能的設(shè)備以及嵌入式的通訊處理設(shè)備組成，并且具有實(shí)時(shí)監(jiān)控和運(yùn)行的系統(tǒng)。因此能夠使得配電網(wǎng)的運(yùn)行速度更快，同時(shí)又能保證其穩(wěn)定性和可靠性。

2.2.2數(shù)顯調(diào)節(jié)以及多級(jí)分檔。其能提供多種顯示功能，即跳閘、按鈕等的顯示功能，從而能夠顯示出電路中電流剩余值以及最大相和多級(jí)分檔，同時(shí)還具有調(diào)解數(shù)顯以及分檔固定的作用。

2.2.3遠(yuǎn)程設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。其能夠通過(guò)遠(yuǎn)程控制平臺(tái)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)以及自動(dòng)化的操作，并將平臺(tái)的控制信息通過(guò)短信輸送的方式發(fā)送到工作人員的手機(jī)里，從而有效的節(jié)約工作人員的時(shí)間，使得工作效率得到良好的提升。

3.智能電網(wǎng)中智能化配電柜的設(shè)計(jì)

3.1智能配電柜一次設(shè)備

（1）配電柜一次設(shè)備是以斷路器為主，熔斷器、接觸器和其它設(shè)備為輔助。（2）配電柜的一次設(shè)備智能化包括：斷路器控制器的智能化，熔斷器和接觸器狀態(tài)參數(shù)采集設(shè)備智能化。斷路器智能控制器測(cè)量參數(shù)包括：電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功、無(wú)功、電度、保護(hù)延時(shí)時(shí)間、過(guò)載保護(hù)時(shí)間、斷路器狀態(tài)、斷路器位置等。智能控制器通過(guò)內(nèi)置于斷路器內(nèi)的互感器采集電流，通過(guò)芯片內(nèi)部程序計(jì)算出其他的參數(shù)與設(shè)置保護(hù)時(shí)間，通過(guò)斷路器的輔助觸點(diǎn)采集斷路器狀態(tài)與位置。智能控制器通過(guò)以太網(wǎng)接口，采用光纖傳輸方式直接和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)采用GOOSE通信。

3.2智能配電柜二次設(shè)備

3.2.1配電柜二次設(shè)備狀態(tài)。目前配電柜中二次設(shè)備主要以傳統(tǒng)的電磁式互感器、電磁式指針表和電磁式繼電保護(hù)設(shè)備。設(shè)備體積大、測(cè)量精度低、安裝與配線復(fù)雜、檢修不方便等。

3.2.2配電柜二次設(shè)備智能化。為了滿足智能電網(wǎng)的需要，適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的步伐，新型智能化的二次設(shè)備采用電子式互感器和電子式采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)從模擬采集到數(shù)字采集的轉(zhuǎn)變。經(jīng)過(guò)數(shù)字化采集之后，采集到的信號(hào)通過(guò)光纖送到光纖交換機(jī)，光纖交換機(jī)將數(shù)據(jù)送給測(cè)控IED，實(shí)現(xiàn)了采集設(shè)備到光纖交換機(jī)最后到測(cè)控IED。增大了信息采集的路數(shù)的同時(shí)，減少了復(fù)雜的配線，同時(shí)只需要簡(jiǎn)單跳線可以實(shí)現(xiàn)多路信息采集共享一個(gè)測(cè)控IED。IED通過(guò)光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3.3 IEC61850系列交換機(jī)

能嚴(yán)格滿足工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下配電柜復(fù)雜電磁環(huán)境要求；具備模塊化結(jié)構(gòu)并支持多種不同的通訊類型；以簡(jiǎn)單的連接方式實(shí)現(xiàn)與任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互用性；具備超強(qiáng)安全性，提供可靠的通訊和保護(hù)，可以防止數(shù)據(jù)篡改或偽造；符合IEC61850-3標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊優(yōu)化配置，可為GOOSE對(duì)等通信提供優(yōu)先權(quán)；具備LINKLOSSALERT（鏈接丟失報(bào)警）功能，可對(duì)光纖連接斷開(kāi)實(shí)施檢測(cè)并重新選擇路由；具備前面或后面配備以太網(wǎng)接口；配備GIGA-BIT上行鏈路接口，可連接多個(gè)通訊交換機(jī)；冗余配置電源。

3.4 GSM報(bào)警設(shè)備

為了實(shí)時(shí)了解配電柜的狀態(tài)、參數(shù)，以及對(duì)配電柜的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)，對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警，在智能化配電柜配置有GSM/GPRS報(bào)警設(shè)備。在智能化配電柜上GSM/GPRS可以實(shí)時(shí)瀏覽到配電柜的參數(shù)，將采集到的變化量全部存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用報(bào)警軟件的篩選功能，將篩選出來(lái)的報(bào)警信號(hào)以AT指令的形式發(fā)送出去。

結(jié)束語(yǔ)

研究智能配電柜在低壓配電網(wǎng)中的應(yīng)用，對(duì)于提升人們?nèi)粘Ｉ钪械恼０踩╇娋哂兄匾囊饬x和作用，有利于目前電網(wǎng)和將來(lái)電網(wǎng)智能化的需求，為電網(wǎng)安全運(yùn)行、提高供電可靠性、故障快速定位減少搶修時(shí)間提供保障，而且具有良好的經(jīng)濟(jì)性和前瞻性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王云霞.論低壓智能配電柜的技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展[J].電器工業(yè)，2012，05：67-68.