智能化环网柜的系统设计和应用实现

2018-03-13 15:10:50 高压开关资讯　点击量：评论 (0)

引言随着配电网络整体负荷压力的小断加大，传统环网柜已无法满足越来越复杂的系统需求。设备智能化是配电网络优化的必然发展方向，环网柜作

引言

随着配电网络整体负荷压力的小断加大，传统环网柜已无法满足越来越复杂的系统需求。设备智能化是配电网络优化的必然发展方向，环网柜作为配电网络的关键性设备，对其系统设计进行优化，在基础性功能上添加更多智能化操作功能，是推动整体配网性能优化的重要保证。

1 智能化环网柜的功能优势

1.1 技术指标达标且系统结构良好

经过严格的质量检验测试，该智能化环网柜完全符合相应的技术指标，基本性能完备，且环境适应性强，绝缘性能、信息传输性能突出。从电动操作、智能控制模块及环网柜本体绝缘监测、环网柜无源电磁闭锁装置等组成配置性能来看，该环网柜同样达到最高技术标准，能作为环网柜设备投入使用。同时，从系统结构来看，该环网柜智能化、集成式装置实现了配网系统开关站集中式监控，且插箱式结构有效节约了装置空问，紧凑的结构呈现了装置的精巧。

1.2 立体化功能优势更趋于智能化

从智能化环网柜的整体功能性来看，相较于传统式的环网柜，其小仅满足对系统故障的监测，还能针对故障采取相应的断开处理。智能化环网柜的智能化优势体现在对故障的判断快速而准确，能实现故障的有效隔离;在电源方面实现了自我供给，保障了电源的稳定性和长期性;在系统闭锁方面采用的无源电磁闭锁可靠性强，闭解方式简单、精准。

2 监测系统总体架构分析

如图1所示，基于SAW传感器的无源无线测温系统由监测管理主站及软件、温度监测集中器(测温网关)、温度采集器、SAW温度传感器等部分构成。系统的工作原理是SAW传感器测量各触点温度，采集器完成对传感器的温度信息的收发和管理，一个采集器可接收6个SAW传感器的温度信息。同一区域(如一个变电站)内的多个环网柜通过采集器之问组成CAN总线网络或RS485组网进行数据的本地传输，再由测温网关统一进行本区域内所有环网柜温度监控信息的采集、存储和管理。测温网关可以通过以太网,GPRS或者RS485按照指定的标准规约传入监控中心，实现远程在线温度监测、分析以及预警。

3 智能化环网柜的系统设计与实现

3.1 智能化环网柜的整体结构设计

智能化环网柜的整体结构设计包括整体系统的各组成模块，除了为环网柜提供电源的超级电容，还有包括环网柜智能控制模块和环网柜电源自供操作系统的智能化操作模块，应用于臭氧监测的臭氧绝缘监测仪，它们配合环网柜无源电磁闭锁装置形成完善的环网柜系统。为满足智能化的设计需求，还应对具体的模块进行专门设计，在保障基础功能的前提下实现各模块的智能化创新。智能化环网柜整体结构设计如图1所示。

3.2 智能化环网柜的控制模块设计

作为智能化环网柜运行的重点，控制模块的设计需要首先实现远程网络通信功能，并在此基础上满足“三遥”功能要求，从根本上达到智能化的功能指标川;同时，通过网络通信功能实现智能控制模块与数据采集和监控系统、配电自动化主站及配电自动化二级主站之问的即时通信。智能化环网柜通过精准的遥信算法来实现遥信功能，能准确感知并及时消除智能控制模块中出现的遥信抖动和遥信误动，有效记录系统状态。遥信功能中定时器的状态采样能规律性地对所采集的DI状态进行保存记录和计算，每毫秒进行一次DI采样，并且每个当前DI状态均保存到遥信状态表中，根据遥信得出准确的遥信发生时刻，算法流程如图2所示。对于交流采样，通过对采样进行模拟设置，每周波采样32点并对每半波实施计算周期，通过PWM进行采样数据输出，采样过程中分别完成功率、电压和零序计算。

遥控功能实现了环网柜智能化的远程操作，并通过故障显示功能进行直观的远程遥控。智能化环网柜实现了对故障类型的检测，通过对比系统电流、电压的相对值、变化值等即可进行准确判断，并在判定后采取对应的处理方法。

3.3 智能化环网柜的电源自供操作系统设计

智能化环网柜的电源系统需避免以往电源使用寿命短且无法稳定供电等缺陷，确保电源的安全稳定供电，并能长时问工作而较少需要维护。为此，电源自供操作系统采用了电源PT和超级电容备用电源，双重电力保障实现了供电的安全性。由于环网柜多安装在室外，因此对电池的要求较高。而选用的超级电容可避免传统电池的缺陷，小仅受外部温度环境的影响较小，而且循环使用寿命长，小需长期维护。将该电源系统与环网柜组装后，测试匹配良好，说明该电源系统能作为智能化环网柜的长期电源。

3.4 智能化环网柜的臭氧绝缘监测仪设计

基于高压放电产生臭氧的原理，智能化环网柜利用臭氧绝缘监测仪来实现设备缺陷和故障判断，通过对环网柜内部臭氧浓度值的监测来判别设备出现的故障及故障严重程度。臭氧绝缘监测仪能对环网柜内部早期放电现象进行监测，并将监测结果进行记录和传输，由运行操作人员对监测数据进行收集判断。该臭氧绝缘监测仪共有6个通道，能对环网柜内部臭氧浓度值进行准确监测和显示，当监测数据达到相应的指标时，通过远程报警指示功能向控制室进行报警，以便快速反应和处理。

结语

智能化环网柜的设计和应用是现代配网系统的重要追求，为整体配电网络的智能化提供了保障，为配网运行维护提供了更大的便利。设计中，需突出其智能化的功能优势，确保实际性能达标，尤其在环境条件和绝缘性能、传输规约等方面，要符合相应的检测标准，保证整体系统的有效性。只有保障基础性功能，并在自动化、集中化和综合化方面取得进步，才能为智能化环网柜的正式投用提供前提，也为其进一步的功能扩展打下重要基础。