智能變電站中壓開關柜智能化解決方案

方徐俊

摘 要：隨著我國經濟的增長，人們日常生產生活活動對電力的需求逐漸擴大。電力企業因此而廣泛發展起來。尤其是近代，國家智能電網獲得了充分的發展。在電力系統中，開關柜是重要的組成設備之一，開關柜的工作情況對電力系統有重要的影響。所以在國家智能電網的產生和發展工作中，應重視中壓開關柜的智能化建設。本文主要分析了傳統中壓開關柜的不足之處，探討了智能化的中壓開關柜的發展現狀和深入發展措施，為我國智能化電網的建設和發展工作提供參考。

關鍵詞：智能變電站；中壓開關柜；智能化

中圖分類號：TM591 文獻標志碼：A

0 引言

建設智能電網時，智能變電站是其重要的支撐和基礎。智能變電站是由一系列智能化、環保和可靠的電力設備組成。在變電站中具有數字化的電力數據信息、網絡化的通信方式和通信平臺以及標準化的信息共享機制。在信息技術逐漸顯現出發展的優勢的時代背景下，智能變電站是推動國家發展，促進電力領域進步的有效建設設施。實現更高的智能化變電站的措施中，發展智能化的中壓開關柜是有效的措施之一。

1 傳統中壓開關柜

開關柜是電力系統中主要的電氣設備之一，開關柜外部的電線首先進入中壓開關柜內部的主控開關，然后經由主控開關在傳送到其他開關。它的主要作用是連接與斷開電力線路，它可以關閉電力系統中的故障線路和故障設備，是確保電力系統安全運行的有效措施之一。在時代的發展過程中，中壓開關柜逐漸走向智能化。在智能化建設進程中，應將傳統的中壓開關柜與現代重壓開關柜進行對比，找出智能化中壓開關柜的發展方向，促進我國智能電網的發展。

傳統中壓開關柜由避雷裝置、二次設備、互感器、斷路器以及隔離刀閘組成。這個系統在運行過程中采集電力系統的電壓和電流數值，同時上傳這些數據，當電力系統發生故障時，中壓開關柜發生繼電保護。二次設備與斷路器主要通過監控、保護信號和信號傳輸的措施完成對電纜的監控與保護。斷電信號一般由工作人員或保護裝置進行信號控制的操作指令，斷電器根據指令完成閉合閘口和分開閘口的操作。在這一系列的操作過程結束后，狀態信號反饋給主體控制室。傳統中壓開關柜需要定期檢修。檢查設備是否發生了故障和是否存在故障隱患。維持電力系統的正常運行。但是在中壓開關柜的檢修過程中，常常需要大范圍的停電，這種停電措施影響了用戶正常用電。所以，傳統中壓開關柜在運行過程中逐漸顯現出了一些不足之處，已經不能滿足人們日益增長的電量使用需求。

2 中壓開關柜智能化

2.1 現狀

隨著我國智能電網的建設和發展，智能化電力系統開關在社會上逐漸得到了廣泛的應用。在近幾年，智能化開關在智能變電站中也有一定程度的使用。但是就目前來說，智能化開關在電力系統中的應用主要停留在電力系統的主干電網中，由于施工與操作技術復雜，并且建設智能開關的成本較大，所以無法在我國電力系統中大范圍的使用。同時，我國生產智能中壓開關柜的廠家有限，這些廠家在分布上無法做到大規模的覆蓋，并且廠家中對智能開關的功能劃分明顯，其雖然在投入使用后能得到良好的效果，但是工作人員無法操作復雜的開關系統，所以在目前智能中壓開關柜的發展現狀中，仍然存在一系列復雜的問題，要想大范圍推廣重壓開關柜，還需要處理目前存在的問題。

2.2 中壓開關柜智能化

在社會的發展過程中，智能化的電網必將成為電力系統發展的必然趨勢，所以建設智能化的中壓開關柜是目前電力領域發展的重要工作。利用先進的信息技術、計算機應用技術、傳感技術等加快智能中壓開關柜的發展步伐。促進中壓開關柜的智能化發展。所以，必須根據目前的智能化發展現狀提出一些建設智能化中壓開關柜的方案。根據中壓開關柜的組成：開關、智能監控裝置、真空傳感器及圖像傳感器、環境溫度傳感器、環境濕度傳感器、母排溫度傳感器、自動加熱除濕裝置以及帶點指示器等，提出建設智能化的中壓開關柜主要有以下幾點措施：

第一，中壓開關柜中的智能監控裝置采用LED顯示屏，它的主要功能是模擬開關的動作狀態和接線圖，也可以顯示中壓開關柜中的各種數據信息，并且還能通過顏色來區分開關中接地狀態、帶電狀態和不帶電狀態。

第二，中壓開關柜中的智能監控設備的通信過程依靠永磁驅動控制器來完成，它能檢測斷路器的工作狀態，也能實時了解到斷路器的結構。通過一定的曲線顯示出電力系統中電流流動的辯護情況。通過峰值的變化來表示機構的卡滯問題。智能化的中壓開關柜與傳統的中壓開關柜最大的不同是智能中壓開關柜能根據數據信息來顯示中壓開關柜中的各項設備的運行情況。比如利用故障開斷頻次和正常開斷頻次的適量變化來預測斷路器的觸頭的使用壽命。以智能化、在線的方式檢測出中壓開關柜的耗電管理、基礎狀態檢測和通信等功能。智能化的監控設備動態、實時地檢測出中壓開關柜的各項數據運行情況，有助于工作人員及時發現故障，解決故障，保證電力系統的正常運行。

第三，中壓開關柜中的智能監控設備上連接了無線溫度和無線濕度傳感器，每個中壓開關柜的監控單元中可以連接最多15個溫度傳感器。全方位地測試出不同柜的溫度，方便建立更加具體形象的溫度數值曲線。中壓開關柜使用者可以通過自行設置溫度傳感器的臨界值，使傳感器幫助用戶檢測中壓開關柜的溫度，當溫度超過臨界值時自動發出警報，能預防火災等重大事故的發生。

第四，真空傳感器能檢測斷路器中的真空數值、智能監控設備上的工業級攝像頭有助于檢測隔離刀閘斷口的狀態，為檢修工作人員提供更便捷的服務、通信網絡則主要應用在變電站中的智能電子設備上，為社會的發展變化提供廣闊的空間。

在傳統的中壓開關柜的基礎上建立智能化的設施，比如監控設施、傳感器等，能有效地解決傳統中壓開關柜存在的問題，并保證在中壓開關柜的運行過程中以數據信息為基礎，檢測、統計中壓開關柜中合格設備的運行狀態和運行情況。及時發現中壓開關柜在運行過程中出現的問題，減小了中壓開關柜檢修工作人員的工作難度，有助于促進電力系統的高效運行，并且以數據為基礎進行的評估工作還能了解設備的使用壽命以及故障發生時間等，在智能化設施中顯示出中壓開關柜的運行狀況，以數據為基礎制定相應的解決方案。能確保中壓開關柜的使用壽命，減少故障發生的概率。

2.3 實踐應用

以我國冀北地區的某部分電力系統為例，其使用Matlab軟件來實現智能化中壓開關柜的建設，用優選組合預測法以及單一預測法來預測該地區社會的用電總量，再將預測數據與實際用電總量的數據信息相互對比，發現優選組合預測法具有更高的預測精度。所以在該地區的電力系統運行過程中，使用優選組合預測法來判斷該地區的用電總量數據，再根據數據信息進行相應的電量管理工作，促進了該地區電力系統的發展。

結語

綜上所述，隨著人們生活質量的提高，工業生產活動的加快，社會對電量的需求逐漸擴大。這給我國電網和電力系統的運行帶來了進一步的挑戰。傳統的中壓開關柜已經不能再滿足時代的發展需要。由于我國信息化技術的發展，智能化的電力系統已經成為社會發展的必然趨勢。所以應采取有效的措施進行智能化中壓開關柜的建設。通過在中壓開關柜上加裝智能監控設施、溫度傳感器、濕度傳感器和真空傳感器，用數據和動態顯示等方法實現中壓開關柜的智能化建設，促進我國電力系統的發展。

參考文獻

[1]肖永，王少暉，白如冰.智能變電站中壓開關柜智能化解決方案[J].電氣應用，2013，32（24）：74-76，84.