數字化低壓配電柜的設計與研究

李姿 張偉

1 沈陽工學院，遼寧撫順，113122 2 沈陽興恒嘉電子工程有限公司，遼寧沈陽，110026

摘 要：本文闡述了信息化時代的數字化低壓配電柜，文中對數字化低壓配電柜進行了一次、二次側的設計，包括設備選擇和信息數據采集裝置的設計，配電柜利用光纖交換機實現對實時數據的傳送和執行，滿足了智能電網的技術要求。

關鍵詞：數字化；低壓配電柜；智能電網

引言

現今社會已經進入了信息化時代，電力系統中的諸多方面已經融入了智能化的元素，這些設備通過先進的傳感和測量技術、先進的設備技術和先進的控制方法實現了更加可靠、安全、高效的運行效果。配電柜的設計過程中融入“數字化”的元素也是非常必要的。

1 低壓配電柜的一次側設計

熔斷器、接觸器和斷路器是低壓成套裝置的主要設備，除了以上三種主要設備外，還有一些傳感器作為輔助設備。

1.1 低壓配電柜的設備選擇

目前，低壓成套裝置多采用分割或抽屜形式的回路單元，斷路器多采用框架形式或塑殼形式。配電柜的主要設備依據配電容量或配電柜的用途進行組合，可以實現多種不同功能的低壓成套設備。

1.2 低壓配電柜一次側的智能化設計

低壓成套設備的數字化設計是要對成套設備的主要電器元件的參數實現數字化的信息采集，這些主要設備包括接觸器、熔斷器和斷路器。其中斷路器的主要參數包括電壓、電流、電功率、斷路器狀態等。

為了達到智能化的目的，需要在斷路器內加裝互感器，用以采集斷路器的電流，再通過程序編程實現對斷路器其他參數的計算，并需要為斷路器加裝輔助觸點用來實現對斷路器位置和狀態信息的采集。最終將主要設備的參數通過光釬送入交換機進行通信。

低壓配電柜中的熔斷器需要采集它的狀態和流經熔斷器的電流，數字化設備通過光纖將數據傳送至交換機，智能電子設備通過GOOSE協議進行通信。

2低壓配電柜二次側的數字化

低壓成套設備二次設備包括互感器、指針表和繼電保護設備，在以往的上述設備都存在大體積、低精度測量和復雜的安裝與配線、檢修繁瑣等缺點。

現今智能電網的發展迅速，為了配合智能電網的發展速度，數字化的低壓成套二次設備均實現了集成化和數字化，實現互感器的A/D轉換，提高了信息的精確度和檢測速度。數字化的低壓成套設備通過光纖將采集到的信息通過交換機送給智能測控電子設備，實現了由信息采集到最后測控的完整流程。

低壓配電柜的二次側數字化的實現雖然增加了信息采集的數量，但可以使配線的復雜性大大降低。設備只需要通過簡單的跳線即可實現對多路數據的信息采集與控制。

3 IEC光纖交換機

IEC光纖交換機具有符合配電系統的技術要求，它的特點是：

（1）適應電網的電磁環境；

（2）設備具有模塊化的結構可以任意組合；

（3）具有簡潔的連接方式和多種不同的通信類型；

（4）具有通信和保護的可靠性、安全性，可避免數據篡改或偽造。

IEC光纖交換機最大的特點是可以實現當鏈接失效時發出報警，并可以實時檢測光纖連接狀態并重新選擇路由，且可以優化數據配置，可以實現優先GOOSE對等通信。

4 GSM報警設備

數字化低壓成套設備具有實時報警功能，它能夠對設備參數、狀態進行檢測，對故障情況可以實時報警，其報警信號可通過GSM、GPRS設備實時傳送出去。數字化的低壓成套設備可以實時觀測各配電柜的參數，將系統采集到的各數據存儲到系統數據庫中，并具有數據篩選功能，最終將需要的數據通過AT指令發送出去。

5低壓配電柜數字化的集成

斷路器的智能化、熔斷器的智能化、接觸器的智能化等數字開關設備組成了數字化的低壓成套設備。設備中通過數字化的互感器等裝置實現了數字信號的采集，將成套設備中的參數通過光纖傳輸到交換機實現數據通信。在低壓成套設備中還裝有光纖交換機，可以實現配電柜與配電柜之間的。智能化的報警系統也融入到了數字化低壓配電柜中，可以實時掌握配電柜的現狀。

6 結語

數字化配電柜不僅技術先進功能齊全，為電網提供可靠、安全、高效的運行環境，且具有良好的經濟性和前瞻性。加大數字化低壓成套設備的使用量可以配合智能電網的建設步伐。

參考文獻：

[1]葉麗萍.低壓配電柜的開發與研究探討[M].2009，7.

[2]劉驥，黃國方，徐石明.智能電網狀態監測的發展[J].電力建設，2009.

作者簡介：

李姿/女/1982年生/遼寧沈陽人/碩士/研究方向為電力系統及其自動化