智能電網(wǎng)設(shè)備讓電網(wǎng)運(yùn)行更安全

立絡(luò)電氣長期專注智能環(huán)網(wǎng)柜制造技術(shù)，將最新電子科技和大數(shù)據(jù)算法應(yīng)用于配電網(wǎng)小電流接地故障篩查和診斷，打造了全套智能電網(wǎng)控制設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)鏈，是集成套智能機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)、可視化語音技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，多維傳感技術(shù)及復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)于一體，明顯提高了智能環(huán)網(wǎng)柜安全可靠性。

一、嵌入式環(huán)網(wǎng)柜

電網(wǎng)智能設(shè)備真正的核心技術(shù)是要加大研發(fā)投入力度，增強(qiáng)原始創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控。通過智能開關(guān)柜數(shù)字化和智能化的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，融合了高度集成的低功耗電子設(shè)備，通過優(yōu)化外立面設(shè)計(jì)的方式，避免控制器電子設(shè)備外露，使外觀更加緊湊。

智能電網(wǎng)建設(shè)就是要大量采用先進(jìn)的電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備，運(yùn)用高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)大型電網(wǎng)的智能化運(yùn)維管控。

采用多媒體技術(shù)仿真實(shí)驗(yàn)

重點(diǎn)研發(fā)2個(gè)課題：

1）、攻克精準(zhǔn)檢測間歇性弧光高阻接地故障業(yè)界難題

基于配網(wǎng)自動化DTU終端在高阻接地故障檢測誤差的技術(shù)難題，增強(qiáng)DTU單相接地故障信號特征信息提取，提高單相接地故障高阻接地故障識別精度和準(zhǔn)確率。開展人工智能在配電網(wǎng)高阻接地故障識別的應(yīng)用工作，為高阻接地故障提供新的檢測診斷方法

2）、 配電網(wǎng)自動化自愈控制加裝開關(guān)柜“五防”裝置。

在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的饋線自愈自動化的線路上，根據(jù)故障點(diǎn)特征確認(rèn)故障點(diǎn)，用開關(guān)柜“五防”裝置閉鎖隔離，“五防”信息通過網(wǎng)絡(luò)上傳主站，自動完成主站配網(wǎng)自動化自愈設(shè)備退運(yùn)。

新一代智能開關(guān)柜技術(shù)特點(diǎn)

1、提高開關(guān)柜技術(shù)裝備安全可靠性水平；

2、開關(guān)柜設(shè)備升級改造節(jié)省了投資，提高了開關(guān)柜技術(shù)附加值；

3、應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，優(yōu)化開關(guān)柜安全操作模式，使配網(wǎng)管理跨入現(xiàn)代化管理軌道；

4、推行電網(wǎng)信息化管控技術(shù)，解決故障報(bào)警和故障點(diǎn)定位的難題。

二、智能電網(wǎng)設(shè)備

1、智能感知

智能環(huán)網(wǎng)柜設(shè)備包括人智能技術(shù)、傳感器感知技術(shù)、智能信息化處理技術(shù)。智能開關(guān)設(shè)備是將信息技術(shù)融合到傳統(tǒng)電氣開關(guān)設(shè)備中，以數(shù)字化信息的獲取、處理、利用和傳遞為基礎(chǔ)，在開放和互聯(lián)的信息模式基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高電氣設(shè)備的性能指標(biāo)，以及設(shè)備自身的可靠性和安全性，同時(shí)為智能電網(wǎng)的運(yùn)行控制提供更加完善和豐富的數(shù)字化信息，以提高電網(wǎng)的供電系統(tǒng)的整體性能。

2、技術(shù)特征

（1）、基本功能是保護(hù)

電網(wǎng)小電流故障感知

在線實(shí)時(shí)監(jiān)測電網(wǎng)上電壓、電流的變化，發(fā)現(xiàn)故障快速跳閘切斷故障電流，保護(hù)電網(wǎng)上變壓器及家庭的電器用電設(shè)備。增加電網(wǎng)智能開關(guān)設(shè)備是為了感知、判斷故障與執(zhí)行線路保護(hù)功能。

（2）、網(wǎng)絡(luò)交互接口

高速網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互接口

智能高壓開關(guān)設(shè)備是智能電網(wǎng)控制的核心設(shè)備。通過在設(shè)備加裝各類傳感器，采集設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，把采集到的模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信息進(jìn)行就地處理，或通過高速網(wǎng)絡(luò)交互接口，傳送到遠(yuǎn)方控制中心再處理。

（3）故障自愈

實(shí)現(xiàn)故障隔離后網(wǎng)絡(luò)自愈

智能化配電網(wǎng)自愈是指配電系統(tǒng)能夠及時(shí)檢測出系統(tǒng)故障、對系統(tǒng)不安全狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，并進(jìn)行相應(yīng)的操作，使其不影響對用戶的正常供電或?qū)⑵溆绊懡抵磷钚?。?shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自愈，最基本的就是要有高效的智能化設(shè)備。

3、智能環(huán)網(wǎng)柜方案

產(chǎn)品方案包括：10-20KV 開關(guān)柜自動化成套設(shè)備；環(huán)網(wǎng)柜自動化升級技術(shù)改造；互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及大數(shù)據(jù)平臺開發(fā)；開關(guān)柜電操遙控安全控制等級提升。

技術(shù)解決方案：

（1）柜體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)、一二次綜合布線，電纜網(wǎng)絡(luò)自動化和架空饋線自動化不同的控制模型及控制技術(shù)；

（2）開關(guān)柜功能標(biāo)準(zhǔn)化適當(dāng)減少開關(guān)柜的種類；

（3）單相高阻接地故障精準(zhǔn)檢測和定位技術(shù)；

（4）自愈操作“五防”設(shè)施；

（4）標(biāo)準(zhǔn)化施工流程；

（5）軟件在線監(jiān)測、系統(tǒng)安全評價(jià)系統(tǒng)；

（6）運(yùn)行方式及保護(hù)整定分析、網(wǎng)格式供電方式電網(wǎng)潮流計(jì)算；

4、智能化技術(shù)增加新功能

1）智能電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備向高性能、小型化發(fā)展

2）設(shè)備配套應(yīng)用向新材料，低污染發(fā)展。

3）融合多種傳感器技術(shù)向多功能的組合電氣設(shè)備發(fā)展

4）產(chǎn)品設(shè)計(jì)模式從單個(gè)設(shè)備控制向系列成套設(shè)備發(fā)展

5）開關(guān)設(shè)備生產(chǎn)廠商從提供單體設(shè)備向用戶提供整體解決方案方向發(fā)展

6）“互聯(lián)網(wǎng)+”電力裝備工業(yè)融合創(chuàng)新技術(shù)大量研發(fā)應(yīng)用

5、智能化升級的內(nèi)容

一二次電氣開關(guān)設(shè)備成套融合

開關(guān)柜技術(shù)升級設(shè)計(jì)主要包含的內(nèi)容：

（1）提高開關(guān)柜技術(shù)裝備安全可靠性水平；

（2）通過開關(guān)柜技術(shù)升級節(jié)省設(shè)備投資，提高了開關(guān)柜技術(shù)附加值；

（3）應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，優(yōu)化開關(guān)柜安全操作模式模式，使配電網(wǎng)管理跨入現(xiàn)代化管理軌道；

（4）、采用物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，解決故障報(bào)警和故障點(diǎn)定位的難題。

（5）后期維護(hù)方案：投入運(yùn)行后期維護(hù)、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)性測試、線路故障仿真及實(shí)操培訓(xùn)等項(xiàng)內(nèi)容。

6、（設(shè)備）解決方案

（1）、（前期）配網(wǎng)自動化方案配置，開關(guān)設(shè)備匹配、改造技術(shù)咨詢，功能與DTU配套結(jié)構(gòu)布局選擇、成本性價(jià)比分析、

（2）（可行設(shè)計(jì)）智能柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、開關(guān)元件功能設(shè)計(jì)、DTU柜功能組合設(shè)計(jì)、上下游產(chǎn)品配套、改造模式組合設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程操控方法設(shè)計(jì)、

（3）（技術(shù)改造性能升級方案）系統(tǒng)升級調(diào)試，改造流程制定、線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改造線路連接、電機(jī)安全控制，工廠化施工、整機(jī)組合調(diào)試、

7、開關(guān)柜主要接線方式

開關(guān)柜主要接線（綜合布線）方式有；斷路器柜+隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)柜、負(fù)荷開關(guān)+熔絲筒組合柜、分段器組合柜，分支線出線斷路器柜五種類型。

三、現(xiàn)實(shí)技術(shù)問題

配網(wǎng)設(shè)備一二次集成是把單純的手動開關(guān)柜改裝成智能開關(guān)柜，好處主要表現(xiàn)在；能夠充分利用設(shè)備，延長開關(guān)柜的使用壽命周期。對設(shè)備的改造需要解決的主要技術(shù)問題。

1、戶外現(xiàn)場施工時(shí)間長；

2、在現(xiàn)場220V電源取電困難；

3、現(xiàn)狀大部分戶外開關(guān)設(shè)備沒有專用的低壓操作箱；

4、采集CT指標(biāo)參數(shù)不一致，信號轉(zhuǎn)換時(shí)誤差大；

5、配網(wǎng)開關(guān)柜大多采用SF6充氣式絕緣柜，若出現(xiàn)開關(guān)柜絕緣氣壓異常，遠(yuǎn)程遙控操作容易造成危險(xiǎn)事故；

6、設(shè)備體積過大會需要擴(kuò)大外箱體受場地限制，特別是對戶外開閉所和環(huán)網(wǎng)柜的改造施工會遇到大麻煩；

四、 故障檢測問題

推出電氣開關(guān)設(shè)備一二次融合集成技術(shù)，優(yōu)先要解決的是間歇性弧光單相故障檢測、故障遠(yuǎn)程隔離遙控處理問題。

1、三個(gè)停電原因：

（1）是在線路突發(fā)故障造成線路停電時(shí)的操作。

（2）在對線路進(jìn)行停電檢修時(shí)的操作。

（3）是在對線路的運(yùn)行方式的改變而進(jìn)行的轉(zhuǎn)供電時(shí)的操作。

2、本地檢測故障

不需要把故障信息傳回主站分析計(jì)算，不需要另外加裝故障指示器，也能夠進(jìn)行故障定位。

3、每相電壓采集

由于采集了電纜全部支路的電壓信息，配網(wǎng)自動化終端就能夠方便判斷出環(huán)網(wǎng)柜每一間隔的電流方向，也就是讓主站很清楚知道哪一回是進(jìn)線柜，哪一回是出現(xiàn)柜，隨著網(wǎng)架接線方式的不斷變化，環(huán)網(wǎng)柜的進(jìn)、出線數(shù)據(jù)會自動刷新，不再需要線路操作人員反復(fù)到現(xiàn)場核對數(shù)據(jù)。

4、安全操作模式

（1）控制器增加了開關(guān)柜絕緣氣體SF6氣壓電子檢測和控制器自動欠壓閉鎖功能。人工現(xiàn)場進(jìn)行分合閘操作時(shí)首先要看一下柜體SF6 氣壓表，氣壓不在安全范圍內(nèi)禁止操作的。環(huán)網(wǎng)柜改造就增加了機(jī)械和電子連鎖裝置，使人機(jī)交互操作更加安全可靠。

（2）新增的電子檢測和閉鎖功能，遠(yuǎn)方調(diào)度也能夠像在現(xiàn)場一樣的操作，如果判斷不準(zhǔn)發(fā)出了分合閘命令，現(xiàn)場的控制器也能夠自動對開關(guān)柜進(jìn)行保護(hù)，不會因?yàn)槭д`操作引起更大的事故。

5、主要安全擴(kuò)展功能

開關(guān)柜分合閘操作主要10項(xiàng)功能。

（1）箱門被打開提示報(bào)警；

（2）PT外電電源檢測；

（3）柜體氣壓過低檢測報(bào)警；

（4）后備電源的蓄電池電壓欠壓檢測閉鎖；

（5）故障禁止操作自動閉鎖保護(hù)；

（6）遠(yuǎn)方、本地信息按回路轉(zhuǎn)換；

（7）分、合閘電流潮流方向的同向檢測；

（8）接地刀檢測；在接地刀沒有分開時(shí)，要閉鎖上級合閘；

（9）相過流故障檢測、接地故障檢測

（10）斷線/缺相、三相不平衡、相序自動檢測。

五、智能電網(wǎng)成套設(shè)備

提高配電一二次設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、集成化水平，提升成套配電設(shè)備的定制生產(chǎn)和運(yùn)行水平、提高設(shè)備的運(yùn)維質(zhì)量與效率。

1、集成一體化制造

（1）優(yōu)化了箱體結(jié)構(gòu)。采取前后開門增高頂板等新結(jié)構(gòu)、新工藝。解決設(shè)備安裝和檢修的問題。

（2）是解決現(xiàn)場PT電壓互感器取電，解決了大功率長時(shí)間連續(xù)供電的問題。

（3）是解決電壓采集。

用新型的電容式復(fù)合傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電纜的電壓信息采集，智能裝置還能夠根據(jù)電壓的運(yùn)行功率判斷出電流的方向。解決了電力線路的檢測信息的不完整技術(shù)難題。

（4）解決高精度電流采集質(zhì)量問題。解決了電功率和故障方向判斷的技術(shù)問題，運(yùn)用采集到電流信息，推算出電流的功率角，為電網(wǎng)穩(wěn)定的環(huán)網(wǎng)線路運(yùn)行提供了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

（5）解決智能終端裝置在施工安裝困難的問題。原來施工方法是現(xiàn)場零件組裝，受戶外天氣影響和工作場地的限制，給施工帶來諸多難題。經(jīng)過我們的對施工流程的優(yōu)化后，90%的改裝工作量放在了后臺進(jìn)行，把所需的各種元器件都進(jìn)行提前預(yù)置，這樣做極大方便了現(xiàn)場施工，也明顯提升了改裝設(shè)備的質(zhì)量。

（6）是解決電操驅(qū)動電路安裝問題：電動機(jī)控制分合閘的機(jī)械傳動部分是整個(gè)智能開關(guān)柜的核心部分，如何能準(zhǔn)確驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)動影響著整個(gè)開關(guān)柜的安全。我們在電動操作機(jī)構(gòu)上有了創(chuàng)新的技術(shù)突破，不僅能夠用最可靠的電路進(jìn)行控制，而且做到了無差錯(cuò)安全控制，提高了操作的安全性。

2、 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)網(wǎng)柜的一二次融合解決一二次設(shè)備的組合、裝置性更換及工廠化維修問題，以總裝廠為主導(dǎo)統(tǒng)一協(xié)調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（1）解決了一、二次設(shè)備接口尺寸不匹配，兼容性、擴(kuò)展性、互換性差等問題

（2）調(diào)解一、二次設(shè)備廠家產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任糾紛。

3、故障檢測與保護(hù)功能

（1）過流保護(hù)功能檢測

具有過電流保護(hù)功能，可對電流保護(hù)動作時(shí)限、相間電流定值進(jìn)行設(shè)定。最少分兩段進(jìn)行故障判斷，每一段的動作電流和跳閘延時(shí)均可以設(shè)定。

（2）零序保護(hù)功能檢測

可檢測零序電流，具有零序電流保護(hù)功能，動作電流和跳閘延時(shí)均可以設(shè)定。

（3）電壓保護(hù)功能檢測

可檢測零序電壓，具有零序電壓保護(hù)功能，動作電壓和告警時(shí)間均可以設(shè)定。

（4）重合閘保護(hù)檢測

可設(shè)置兩次自動重合閘功能，可根據(jù)需要設(shè)定重合閘次數(shù)以及每次重合閘延時(shí)時(shí)限。

（5）重合閘閉鎖檢測

具有閉鎖二次重合閘功能，可設(shè)定閉鎖二次重合閘時(shí)限。一次重合閘后在設(shè)定時(shí)間（可整定）之內(nèi)檢測到故障電流，則閉鎖二次重合閘。

4、智能環(huán)網(wǎng)柜核心控制器

配網(wǎng)自動化建設(shè)需要大量的智能設(shè)備，智能設(shè)備的使用和制造離不開人，同時(shí)又是為了“解放”人，把操作人員從重復(fù)的繁重的勞動過程中解脫，用先進(jìn)的控制技術(shù)提高勞動效率。

（1）安全控制器

智能化環(huán)網(wǎng)柜分合閘安全控制的核心單元。

按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機(jī)的啟動、調(diào)速、制動和反向的主令裝置。

2、安全控制器

（1）控制器需要接收和識別上級命令：控制中心的程序可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識別這些命令?？刂破鞑粩嘞蛟O(shè)備各種傳感器發(fā)送電子查詢，并且向上級回復(fù)執(zhí)行結(jié)果。

（2）控制器就是控制部件，而外圍設(shè)備相對控制器來說就是執(zhí)行部件?？刂撇考c執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過控制線。

（3）控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令?？刂撇考c執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息。執(zhí)行部件通過反饋線向控制部件反映操作情況，以便使得控制部件根據(jù)執(zhí)行部件的狀態(tài)來下達(dá)新的動作命令，也叫做“狀態(tài)測試”。

（4）控制器根據(jù)每個(gè)驅(qū)動電動機(jī)的功能分為：單向控制器和雙向控制器。

控制器還需要配備電機(jī)恒流控制技術(shù)：電機(jī)啟動扭轉(zhuǎn)電流和動態(tài)運(yùn)行電流匹配一致，提高電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩均衡，在機(jī)械齒輪故障扭矩增大情況下能對電機(jī)和整體設(shè)備做安全保護(hù)。

所以控制器要具備電流控制元件的合適選擇，能夠適用于任何一款電機(jī)，并且具有相當(dāng)安全的控制效果，不再需要匹配提高了電動車控制器的普遍適應(yīng)性，使電動車電機(jī)和控制器，不再需要現(xiàn)場的設(shè)備匹配，方便安裝和使用。

（5）控制器只要自動檢測與之相關(guān)的接口狀態(tài)，如外部開關(guān)信號等等，一旦出現(xiàn)故障，控制器自動實(shí)施保護(hù)，充分保證設(shè)備的安全，當(dāng)故障排除后控制器的保護(hù)狀態(tài)會自動恢復(fù)。

（6）控制器要具備自動/手動操作功能一體化，根據(jù)不同的使用環(huán)境進(jìn)行靈活配置。自動轉(zhuǎn)換開關(guān)控制器是一種智能雙功能切換系統(tǒng)?？刂破鞯碾姎饴?lián)鎖配合機(jī)械聯(lián)鎖，確?？刂破鲄?shù)的自動調(diào)整。

5、控制器主要功能

（1）首先將控制器的本地/遠(yuǎn)程開關(guān)搬到本地位置上。

（2）可以用搬桿/按鈕的進(jìn)行分合閘操作。

（3）人工分閘后，如果電纜上沒有帶電，控制器處在解鎖位置。

（4）本回路仍然可以進(jìn)行搬桿/按鈕的分合閘操作及接地刀操作。

（5）合上接地刀后打開前蓋，可檢修電纜。

（6）如果分閘后電纜頭上仍帶電，控制器上閉鎖開關(guān)會自動鎖定。

（7）閉鎖鍵鎖定后，不能再進(jìn)行電動分合和接地操作。仍可手工搬桿分合閘操作。

（8）本間隔的接地刀合不上，前蓋鎖住不能被打開。

（9）設(shè)備檢修完畢，將控制器的閉鎖按鈕搬回到解鎖位置。

（10）這是就可以進(jìn)行搬桿/按鈕的分合閘操作。

（11）將控制器的本地遠(yuǎn)程開關(guān)搬回到遠(yuǎn)程。進(jìn)入系統(tǒng)遠(yuǎn)控程序。

6、開關(guān)/斷路器主要部件

（1）閉合（close合閘）：動觸點(diǎn)由速動操作機(jī)構(gòu)控制，對于負(fù)荷開關(guān)，除控制動觸頭運(yùn)動外，無儲能功能。 對于斷路器和組合式熔斷器負(fù)荷開關(guān)，當(dāng)觸頭閉合同時(shí)，操作機(jī)構(gòu)能同時(shí)進(jìn)行貯能。

（2）斷開（open分閘）：開關(guān)斷開由同一速動操作機(jī)構(gòu)的方向動作實(shí)現(xiàn)。斷路器和組合式熔斷器負(fù)荷開關(guān)的分?jǐn)嘤桑喊粹o操作或故障跳閘實(shí)現(xiàn)。

（3）接地：特殊設(shè)計(jì)的操作手柄插入操作孔閉合或打開接地觸頭，供手柄插入的孔洞被擋片鎖住，當(dāng)開關(guān)處于 分閘位置時(shí)，手柄孔打開；當(dāng)開關(guān)處于閉合位置時(shí)，手柄孔被鎖住。接地開關(guān)與間隔前蓋實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖，只有在接地開關(guān)合閘時(shí)才能打開間隔前蓋。

（4）開關(guān)裝置狀態(tài)指示器：直接安裝在操作軸的動觸頭上，開關(guān)裝置的狀態(tài)可由指示器可靠指示。

（5）操作手柄：操作手柄為防止往復(fù)操作設(shè)計(jì)，可以防止負(fù)荷開關(guān)或者接地開關(guān)合閘后馬上被再次打開。

（6）加鎖裝置：可以加1，2或3把掛鎖，防止誤操作，用于閉鎖開關(guān)或斷路器操作軸接地開關(guān)操作軸分閘按鈕

（7）接地開關(guān)閉合位置指示：位于裝置的上部，當(dāng)接地開關(guān)閉合時(shí)，通過透明罩可以看到接地開關(guān)的狀態(tài)。

（8）金屬箱體由不銹鋼材料制成的密封箱體，符合IP67防護(hù)等級。安裝在各個(gè)功能單元上，作內(nèi)部電纜帶電指示。

原文標(biāo)題：智能電網(wǎng)設(shè)備讓電網(wǎng)運(yùn)行更安全

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