智能化开关柜

基于智能化的中压开关柜技术探析作者：顾倩范晓清来源：《山东工业技术》2015年第09期摘要：作为智能配电网的关键构成环节，智能化中压开关柜的应用对于确保变电系统的正常运行具有重要作用。

本文首先介绍了智能化中压开关柜的技术优势，然后具体探讨了智能化中压开关柜系统构成，以期为相关技术与研究人员提供参考。

关键词：智能化；中压开关柜；技术对于中压配电网而言，中压开关柜的主要功能是对电能实施分配、传输及控制，其智能化技术应用水平与中压智能电网的建立息息相关。

中压智能开关柜是以传统中压开关柜为基础，利用数字信号处理技术、传感技术等高新技术，采用智能保护装置、开关柜监控装置、智能断路器等设备装置，完成对功率因数、电流等电气参数及开关柜温湿度信息的监控及智能控制，以实现开关柜的远程监控。

因此，加强有关智能化中压开关柜技术的探讨，对于改善中压开关柜的运行质量具有重要的现实意义。

1 智能化中压开关柜技术优势中压开关柜是中压智能变电站的关键改造设备，在实际应用中其应能准确检测及评估自身及电网的工作状态，且能依据评估结果同智能电网的运行进行交互，以此对智能电网的调控过程进行优化并支撑智能电网的运行。

中压智能开关柜的技术优势主要表现为：（1）实时监测电气回路参数，如监测功率因素、电压、无功功率、有功功率、电流，监测接地开关、开关和触头位置信息等；（2）监测开关柜内工作环境，重点是探测柜内温度及湿度，在温度或湿度超高设定值时能实施自行调整和控制；（3）设备本身常发故障的自动监测、诊断和处理及一些参数的限值设定及超限报警等；（4）对开关柜触头绝缘水平及温度等进行监测及超限报警，监测开关柜局部放电状态等；（5）系统设定、检修记录及动作日志等状态检修及设备维护功能；（6）监测断路器性能参数，重点对操动机构的机械、电气特性参数和断路器自身的机械、电气参数进行监测[1]。

具有以上技术优势的中压智能化开关柜，可有效避免原有中压开关柜中常见的绝缘事故、机械故障、载流故障等缺陷，可完成对故障隐患的实施检测及提前报警，由此可最小化降低设备故障引发的效益损失。

一种智能高压开关柜设计方案设计了一种基于物联网技术的智能开关柜。

智能开关柜通过CAN总线、RS-485总线、NBIOT技术等接收智能监测单元监测到的信息，与服务中心进行通信，实现远程监控功能。

智能控制单元对柜内开关量、温度、湿度等进行监测，同时负责实现开关柜电动操作控制。

智能识别单元将设备信息以电子标签的形式预埋在设备中，通过无线射频识别（RFID）技术直接将设备信息传递给智能开关柜，由开关柜上传到一体化信息平台，对设备进行准确定位、跟踪。

标签：物联网;智能开关柜;远程监控;无线射频识别0 引言变配电站对一个地区或单位来说是“心脏”，一旦损坏，将造成生产停滞和生活不便，而高压开关柜是变配电站中的重要设备，倘若损毁会带来巨大的经济损失。

这就要求必须对高压柜运行环境、运行状态进行监测监控，发现异常，及时采取措施。

但是传统监测监控手段有过度依赖人工巡视、人工操作、走线复杂的缺点，易造成事故的误报、漏报。

本文提出了一种高压柜智能控制的设计方案，不仅具有传统开关柜的功能，而且具有智能化监测、自我诊断的功能。

其可以分析开关柜的状态并就地处理，完成相应的动作，同时可以将信息传递到一体化信息平台中，从而实现对高压开关柜的综合诊断和远程操作。

1 高压开关柜的整体控制结构和原理智能高压柜包括智能开关柜及信息处理、智能监测单元、智能控制单元、智能识别单元四部分，其整体结构原理图如图1所示：1.1 智能监测单元1.1.1电量监测子单元电量监测子单元主要是通过基于NBIOT的智能表实现对母线的电压、电流、有功功率、无功功率、电网频率、功率因数和电能的实时监测。

工作原理如图2。

1.1.2操作机构故障监测和母线、触头温度监测子单元操作机构故障监测和母线、触头监测子单元通过MCU、传感器和无线模块实现，主要从4个方面着手，一是开关机械性能，主要是监测分合闸速度，因为它直接影响开断性能;二是监测弹簧操作机构的弹簧蓄能时间;三是监测脱扣线圈的電流来辨别脱扣线圈的工作情况，以监测分闸性能。

KCK-600型开关柜智能操控装置上海欧控电气技术有限公司一、概述KCK-600型开关柜智能多参数操控装置适用于6KV至35KV户内各中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜。

除具有动态模拟指示、带电显示及闭锁、温湿度控制、断路器分合状态指示、储能指示、接地开关状态指示、断路器手车位置指示、分合闸指示、人体感应带电提示及柜内照明、智能语音防误提示、远方/就地操作、远程通信等功能外，还具有电力综合参数测量功能，测量参数为：三相电流、三相电压、分相有功、合相有功、分相无功、合相无功、分相功率因数、合相功率因数，四象限有功无功电度等。

二、 功能特点功能强大用于6KV至35KV户内开关柜，适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜。

不仅具有动态一次模拟图，带电显示及闭锁、温湿度控制、断路器分合状态指示、储能指示、接地开关状态指示、小车位置指示、分合闸指示、预分预合闪光指示、人体感应带电提示及柜内照明、语音防误提示、远方/就地操作、远程通信等功能。

还具有电力综合参数测量，如：三相电流、三相电压、分相有功、合相有功、分相无功、合相总无功、分相功率因数、合相功率因数、复费率计量有功无功电度，四象限无功电度等、远程通信等功能。

智能化采用单片机控制，与常规的开关柜状态显示器相比，增加了智能化功能。

除可显示开关分合状态外，还可对误操作作出语音提示、判断断路器手车是处于试验位置与工作位置之间还是处于柜体之外并做出指示；多种电力参数测量、RS485远程通信接口和4-20mA模拟量输出、人体感应语音提示等功能。

抗干扰能力强采用独特的抗干扰技术。

高可靠性采用工业级电子元件，具有可靠性高、寿命长、抗干扰能力强等特点。

发光模块采用进口发光芯片，户外高亮级，寿命为170000小时。

寿命长产品设计寿命30年。

量身定做根据用户不同需求，量身定作不同的功能组合。

精致美观外观设计新颖独特，做工精致美观，简化、美化了开关柜面板。

选配功能RS485通讯接口使其具备了与变/配电站其它电气设备组成联网的微机防误监控系统；亦可结合最新断路器的发展开发新一代的智能操作装置等多项扩展功能。

智能化标准型高压开关柜通用说明篇一：哇塞！今天老师居然让我来了解一下智能化标准型高压开关柜，这可真是个新鲜玩意儿！我一开始听到这个名字的时候，脑袋里全是问号，这到底是个啥呀？就好像我第一次见到魔方，完全不知道该怎么摆弄它。

我跑去问爸爸，爸爸摸着我的头说：“宝贝，这智能化标准型高压开关柜呀，就像是一个超级大管家，管理着电流的来来往往。

”我眨巴着眼睛，还是不太懂。

妈妈在旁边笑着说：“你就把它想象成一个超级大的保险箱，把电都好好地保护在里面。

”我有点明白了，那它肯定很厉害喽！于是我开始自己去研究，我发现这个开关柜有好多好多的按钮和指示灯，就像我们教室里的黑板上贴满了五颜六色的贴纸。

我心里想，这么多的按钮，不会按错了吧？这要是按错了，那不就糟糕啦？我还看到了一些复杂的线路，弯弯曲曲的，就像我在公园里看到的小蛇。

哎呀，这可真复杂呀！我都怀疑是不是有个小魔法师在里面施了魔法，才让这些线路变得这么让人头疼。

我又去问了隔壁的叔叔，叔叔很耐心地跟我说：“小朋友，这开关柜呀，就像是一个交通警察，指挥着电流有序地流动，要是没有它，电就会乱跑，那可就乱套啦！”我恍然大悟，原来是这样啊！我继续探索，发现它还有一些显示屏，上面显示着各种各样的数据。

这数据一会儿跳一下，一会儿变一下，就像我跳绳的时候，数字不停地增加。

我就在想，这些数据到底在告诉我们什么呢？经过这一番了解，我觉得智能化标准型高压开关柜可真是个神奇又重要的东西。

它虽然看起来很复杂，但是却能让我们的生活变得更方便、更安全。

所以呀，我觉得我们可不能小看这个大家伙，它就像一个默默守护我们的大英雄！篇二：《智能化标准型高压开关柜通用说明》嘿，同学们！你们知道吗？有一种超级厉害的东西叫智能化标准型高压开关柜！这玩意儿可神秘啦，今天我就来给大家讲讲。

想象一下，我们的生活中到处都需要电，就像我们每天都需要吃饭喝水一样。

那电从哪儿来，又怎么安全地送到我们家里、学校里呢？这就得靠高压开关柜啦！这智能化标准型高压开关柜啊，就像是一个超级大管家！它把电管理得井井有条。

开关柜智能操控装置开关柜智能操控装置————BTZ-CK2700一、产品功能特点1、功能强大智能化：用于3－35kV户内开关柜，智能化程度高，不仅可以显示开关分合状态，还可判断手车位置是处于实验位置与工作位置之间还是处于柜体之外,并做出指示。

具备分合闸回路电压监测、过热告警、智能语音防误提示和温湿度测量及显示等多功能一体.2、抗干扰能力强，采用了先进的软硬件抗干扰技术。

3、采用大屏幕图形点阵LCD液晶显示，方便用户数据浏览、观测和参数设置。

4、高可靠性，采用工业级32位CPU作为装置系统的核心，极大提高了系统的稳定性。

5、外观设计独特、做工精致美观、美化了开关柜面板。

6、量身定做，根据用户不同的设计要求，量身定做不同的功能组合。

一、技术参数1、电源: AC220V、DC220V2、工作环境: －10℃~+70℃3、控制范围: 温度0℃~+99℃，湿度0%RH~99%RH4、测量控制: 温度±1℃，湿度±3%RH.5、通讯: RS485接口，MODBUS规约，波特率出厂可设定，默认为1200，否则用户订货时要说明。

6、功耗: 10W，电压回路功耗：≤15V A7、抗电强度: ≥AC2000V8、绝缘性能: ≥100MΩ9、抗干扰: 符合GB/T17626.8-1998标准.三、安装方式1、仪器的安装方式:嵌入式2、仪器的外形尺寸图及开孔尺寸图(单位:mm)开孔尺寸：220长*165宽外型尺寸：238长*179宽*75高3、传感器的安装方式：复合式1）采用35mm导轨式安装或螺丝固定.2）采用固定式安装(孔距37mm,孔径4mm)3）温湿度传感器与仪器的连线采用USB接口插件方式连接.复合式传感器外形尺寸四、仪表基本功能介绍1、面板功能显示说明(注:图中编号是为了说明版面的指示功能,实际仪器上无编号)01 断路器合闸指示02 断路器分闸指示03①、03②工作位置指示04①、04②试验位置指示05 接地开关合指示06 接地开关分指示07 储能指示08 带电指示(A B C)三相09 闭锁指示10 加热除湿指示(双温双湿) 11 液晶显示屏、功能按键12 人体感应探头13 远方/就地操作开关14 语音提示15 储能转换开关16 分闸/合闸开关2、端子接线图1、断路器合2、断路器分3、试验位置4、工作位置5、接地位置6、储能7、公共端8、空9、10、断路器合闸电压11、12、断路器分闸电压19、20 排风输出21、22 交流电源输入（AC220V）23、24 交直流电源输入（装置电源）25、A相带电传感器输入26、B相带电传感器输入相27、C相带电传感器输入相带28、接地29、30、电磁闭锁输出31、32、照明输出33、34、预留备用35、36、RS485接口37、38、温湿度传感器五、按键功能描述“确认”键：进入阴影覆盖的菜单项.“取消”键：返回上一级菜单.“下”键：阴影条向右移位.“上”键：通常用于菜单滚屏，阴影向下移动,当用于设定参数时,按“上”键进行0~9之间的数值设定.复合键功能描述同时按下“确认”键和“取消”键时，装置复位.注: 液晶屏最下方是有效键区域，有效键区指示当前页面下可以执行操作的按键，有效键之外的任何按键按下时系统均不响应。

电气一次设备智能化分析二、智能化一次设备（二）智能化开关及开关柜1、智能化断路器及开关柜（1）智能化断路器断路器作为电力系统中最重要的控制元件，它的自动化和智能化是电器设备智能化的基础。

断路器的智能化不是通常所想的，使用计算机就达到了智能化。

它必须尽可能地应用电弧自身的能量，实现运行状态的自诊断，操动机构的可控操动，并且配置最新传感器技术，微电子技术和信息传输技术，智能化的概念才比较完整。

一般来说，智能化电器设备除满足常规电器设备的原有功能外，其功能主要表现为： 应具有灵敏准确地获取周围大量信息的感知功能；应具有对获取信息的处理能力；应具有对处理结果的思维判断能力，对处理结果的再生信息的实施及有效操作的实施功能。

图表 1 断路器智能化工作框图图1概要说明了一种兼有计算机系统和传感装置的智能化断路器工作原理。

总的来看，可以归纳智能化断路器的操作过程为: 智能控制单元不断从电力系统中采集某些特定信息，据此来判别断路器当前的工作状态，同时处于操作的准备状态。

当变电站的主控室因系统故障由继电保护装置发出分闸信号或正常操作向断路器发出操作命令后，控制单元根据一定的算法求得与断路器工作状态对应的操动机构预定的最佳状态，并驱动执行机构操动机构调整至该状态，从而实现最优操作。

显然，智能控制单元是断路器智能操作实现的核心部件。

近年来已有很多智能化断路器面市。

高压领域典型的有东芝公司的C-GIS和ABB公司的EXK型智能化GIS，它们的特点都是采用先进的传感器技术和微计算机处理技术，使整个组合电器的在线监测与二次系统在一个计算机控制平台上。

在中压领域较典型的有九十年代初的富士公司的智能式真空断路器及ABB公司近年来推出的VM1型真空断路器。

日本富士公司在原来的真空断路器上添加了过电流继电器、检测用电流互感器以及各种传感器，使断路器具备了自诊断功能及传输功能，构成了集监视、通信、控制和保护为一体的智能单元，从而强化了断路器的功能，提高了可靠性。

智能化开关柜改造解决方案随着时代的进步和科技的发展，智能化已经成为各行各业改造和升级的关键词之一。

在电力行业中，智能化开关柜的改造也成为了迫切需要解决的问题。

本文将为您介绍一种智能化开关柜改造的解决方案。

一、智能化开关柜改造的背景与意义智能化开关柜改造的背景在于传统的开关柜无法满足现代电力系统对更高效、更安全、更环保的要求。

传统开关柜使用人工操作，存在操作繁琐、易出错、不安全等问题。

而智能化开关柜的改造能够实现自动化控制、远程监控、智能分析等功能，极大地提高了操作的便利性和系统的可靠性。

智能化开关柜改造的意义在于提高电力系统的运行效率和稳定性，降低了维护成本和人为操作错误的风险。

通过实时监测、智能预警和远程控制等功能，可以最大限度地减少因为人为失误而导致的事故发生。

二、智能化开关柜改造的解决方案智能化开关柜改造的解决方案包括三个方面的内容：自动化控制、远程监控和智能分析。

1. 自动化控制自动化控制是智能化开关柜改造的核心内容之一。

通过引入PLC（可编程控制器）等自动化控制技术，实现对开关柜的自动操作。

在传统开关柜的基础上增加传感器和执行器，实现对各种电气参数的监测和控制。

2. 远程监控远程监控是智能化开关柜改造的另一个关键内容。

通过网络技术和云平台，将开关柜与监控中心连接起来，实现对开关柜状态的实时监测和远程操作。

监控中心可以通过终端设备随时随地对开关柜进行监控和管理，大大提高了工作效率和便利性。

3. 智能分析智能分析是智能化开关柜改造的辅助内容。

通过数据采集、存储和分析，实现对开关柜状态和运行情况的智能化分析。

这些数据可以为电力运维人员提供决策参考，帮助其预测和诊断潜在的故障和问题。

三、智能化开关柜改造的效益智能化开关柜改造可以带来多方面的效益。

1. 提高电力系统的可靠性和安全性，减少事故的发生概率。

2. 降低人为操作错误的风险，提高操作的准确性和稳定性。

3. 提高电力系统的运行效率和节能效果，降低维护成本和能源消耗。

10kV智能开关柜及其设备分析摘要：近年来，随着社会工业化、现代化及信息技术的发展，通信、计算机、自动化等技术在电网得到广泛深入的应用，与传统电力技术有机融合，并与物理电网高度集成，极大地提升了电网的智能水平，供电企业和用电部门对开关柜提出了数字化、智能化、网络化的要求，市场对中高档智能型开关柜的需求也呈现出迅猛发展的态势，智能化电网应运而生。

本文对10kV智能化开关柜及设备进行了分析。

关键词: 10kV开关柜；智能化；在线监测前言：在智能化电网环节中，其核心目标就是建立智能化变电站，智能化变电站的最基本、首要条件就是智能型开关设备和控制设备。

开发智能型高压开关设备，符合当前高压电器设备的发展方向，完全适应我国电力系统的要求。

下面以我司10kV智能化开关柜研发为例，简要叙述一下智能化开关柜设计过程中的注意点。

1、10kV智能开关柜结构及系统设计1.1产品结构概述：该10kV智能开关柜为金属铠装移开式全中置结构。

整个柜体由接地的金属隔板分隔成四个功能小室，即：母线室、继电器室、断路器手车室和电缆室，各功能单元设有独立的压力释放通道和释放门。

断路器手车室内安装有特定的导轨，可轻巧地推进或抽出断路器手车。

手车室内设计有带自动锁扣和开启的电气型帘板，可满足手车断路器与母线侧、电缆侧之间同时自动隔离的要求。

手车室内有试验位置及工作位置，每一位置均设有定位装置（开关柜结构如图1示意）。

图1 图21.2智能在线监测装置智能在线监测装置包含在线监测主机、人机界面、安装在断路器及开关柜上各类传感器及执行元件。

人机界面和传统保护一样装在仪表箱门上，在线监测主机装在仪表箱继电板上，对各个传感器上传的数据进行分析。

其它的传感器和执行元件安装在需要监测的地方，如温度传感器安装在断路器触臂接近梅花触头处，测量断路器触臂温升，直线位移传感器安装在断路器机构输出侧。

人机界面通过RS-485通信接口与主机通信并对数据进行显示、分析、处理、诊断，设置各类系统参数报警阀值等。