中壓開關柜智能化解決方案的相關研究

周志洋 劉忠雷

摘 要：在電力系統中，開關設備具有非常重要的作用，尤其是這些設備的狀態顯得尤為重要，這就要求開關設備在大修時進行嚴格檢測，傳統維護方法成本高，缺乏智能性，不僅無法徹底檢修所有設備問題，但在一定程度上縮短了設備的使用壽命，并且存在諸多缺陷。鑒于開關設備的現狀，本文提出了一種中壓開關設備的智能化解決方案。該方案不僅能夠實現從定期維護到狀態維修檢修的跨越，而且還能滿足中國智能電網發展的需要重要的理論。

關鍵詞：中壓開關柜；智能化；解決方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.160

中壓開關柜是指3.6?40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備，還配備斷路器，其主要作用是為了保護電路的安全性，除此之外，配電系統還能用于電能的接受和分配。據相關部門數據統計，全球電力系統造成經濟的損失約有800億美元，由此可見，電力系統的正常運行對全球經濟的穩定有很大的幫助。中壓開關是電力配電系統的核心部件，其的正常工作對電力系統的正常運行有很大的影響。

1 傳統開關柜維護方法及存在的不足

傳統開關柜在使用的過程中存在著諸多問題，嚴重的影響了電力系統的正常運行，其主要存在的問題包括傳統開關柜設備維護方法不完善，而且相關技術也不夠先進；除此之外，傳統開關柜的質量也有很大的不足。在進行傳統開關柜的維護時候，為了避免意外事故的發生，只能將其停止運行，并將其取出來，這樣才能進行全方面的維修，這不僅在一定的程度上影響了電力系統的正常運行，還在一定的程度上提高了維護的成本，造成電力企業財產的大量浪費。除此之外，傳統開關柜的維護需要比較長的周期，而且沒有確定的維護周期，需要根據實際情況進行確定，在一定的程度上提高了維護的風險性。在實際進行維護的時候，需要結合系統環境中的設備、操作以及工藝條件，并且收集相關信息和資料，這樣能在很大的程度上提高了傳統開關柜維護的成功率。但是總的來說，傳統開關柜在維護之后對其功能和使用壽命都有很大的負面影響。

2 中壓開關柜智能化解決方案

通過對傳統開關柜維護方法以及存在的問題和不足進行分析，下文提出中壓開關柜智能化解決方案。傳統維護方法存在著諸多問題，嚴重的影響了中壓開關柜的正常運行，并對其功能有所限制。為了有效的解決這一問題，就需要設計一種弄智能化的狀態檢測系統，從而有效的解決傳統維護方法存在的諸多問題。這種智能化檢測系統可以自動對中壓開關柜的狀態進行檢測，然后將檢測結果發送給工作人員，工作人員做出判斷之后發送相應的維護命令，該系統即可進行對應的維護工作，有效的解決這一問題。

3 中壓開關柜智能化系統的構建

中壓開關設備智能系統基于傳統的開關設備。它在設計的時候涉及到了多中先進技術，包括傳感器技術和監測技術，當然在生產制造的時候也需要將上述技術對應的設備進行安裝，有效的保證了中壓開關柜的功能性。整個中壓開關柜智能化系統是一個集成化的系統，所有的信息、數據都是通過互聯網技術和無線傳輸技術進行傳輸的，有效的提高了該系統數據傳輸的效率，并保證數據和信息的安全性。當中壓開關柜發生故障的時候，該系統會自動報警，對于一些簡單的故障，該系統可以自己做出相應的維護，而對于一些比較復雜的故障，則會發出緊急警報，讓工作人員來進行處理。這樣在一定的程度上可以避免故障的出現而影響設備的正常工作。

溫升實時監測單元。溫升實時監測單元是一個無線數據采集器，用于監測開關設備中關鍵節點的溫度。溫升監測單元包括斷路器觸頭溫升監測子單元，監測子單元又由多個分支母線溫升監測子單元構成，而且所有的分支子單元都由系統全部監測，對其運行狀態、故障狀態進行實時監控，保證了系統系統運行的安全性。除此之外，使用可靠的射頻技術可以很容易地完全隔離數據交換的高低壓側，并且可以監測開關設備主電路的溫升。

（1）斷路器附件和監控單元的機械特性。斷路器的輔助元件和機械特性監測單元是一個數據采集和分析系統，用于監測斷路器中存儲電機，斷開線圈和閉合線圈的狀態。而使用霍爾元件可以對線路的運行狀態以及故障進行監控，有效的提高了線路運行的安全性和穩定性。

（2）斷路器小車電機驅動單元。斷路器小車驅動單元是為了保證電路的安全性而設置的一個驅動單元，它是受到智能系統控制的。當斷路器小車在運行的時候發生搖晃，這就說明線路中發生了故障，所以說該單元是可以對電路的正常運行進行監控的，而且可以判斷故障發生的地方，讓工作人員可以在短時間內對電路的故障進行維修。

在智能系統中，評估開關設備的狀態，故障診斷是實現狀態維護的關鍵。中壓開關規所有設備的狀態監控以及故障排出是一個相當復雜的過程，不僅需要大量的人力，而且很有可能造成巨大財產損失，所以設計出一個智能化的檢修系統是很有必要的。該系統可以幫助工作人員完成一些難度系數較高的故障維護問題，有效的保證了中壓開關柜正常運行的安全性和穩定性。

4 結語

綜上所述，本文提出的如何有效的提高了智能中壓開關規設備狀態的監控，并對工作人員進行相應的提示，避免一些不必要事故的發生，從而保證了中壓開光的正常運行，降低維護成本。相信在未來隨著我國電網發展的智能化，智能化中壓開關規會有良好的發展前景和應用價值。

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作者簡介：周志洋（1987-），男，河南漯河人，本科，技術員，助理工程師，研究方向：中壓開關柜設計。