论低压智能配电柜的技术创新及发展.doc

论低压智能配电柜的技术创新及发展 摘要：高新技术的发展强有力地带动了低压配电柜技术的发展，随着现场总线的广泛应用，低压配电柜越来越向着技术化、智能化和集约化的方向发展，现对低压配电柜进行了分析，阐述了低压配电柜行业的特点，并对低压配电柜的技术创新和发展趋势作了探讨和分析。 关键词：低压配电柜；技术创新；现场总线；发展 中图分类号： C35 文献标识码： A 引言 低压配电柜的主要功能是分配电能和控制电能使用，随着人们生活水平的不断提高，对供电质量也提出了更高的要求。而低压配电柜各方面性能的优劣直接影响整个电网的供电质量。因此，必须从技术上进行创新来不断提高低压配电柜各方面的性能，以此来确保供电质量。本文就低压智能配电柜的技术创新及发展进行探讨。 一、低压配电柜概述 随着现场总线技术的快速发展，并成功应用在了低压配电柜上低压配电柜的应随着现场总线技术的不断发展，已在低压配电柜中得以广泛应用。当前，低压配电柜的应用范围越来越广阔，并融合了诸多新技术。以国内外低压配电柜的发展历程来看，显然国外在低压配电柜方面的设计技术更具思想，专业性更强，尤其在内部元件的保护性方面，更是优于我国。由于一些加工技术和人机互动技术在我国低压配电柜中成功应用，与现场总线技术相融合，对低压配电柜进行有效监控，提高工作效率与质量。另外，我国在低压配电柜的智能化、自动化方面也有极大改进，如母线抗弯程度的增加，等，简化了工艺流程，节约大量时间，在承接负担较重的位置，适宜采取双层托架，增强配电柜的承重性，确保稳定性。 二、低压智能配电柜制造技术 在以往传统低压配电柜的制造过程中，会涉及诸多较为专业的工艺，如焊接技术、冷冲压技术、模具加工以及塑料成型等，可以说配电柜制造技术水平的提升与这些专业技术的提高有着密不可分的关系。很多生产商家为了提高配电柜的制造技术，都不断加大了研发力度，各种新型产品也随之不断涌现。如ABB公司在低压配电柜的制造上，本着创新的精神，研发并推出了一系列新型的终端配电箱。该配电箱以手折式为主，底箱采用的是特殊工艺直接在镀锌钢板上冲孔成型，并未采用传统的焊接成型技术，用户能够通过手动将底箱快速折叠成型。此外，该箱体在未经折叠前为平板形状，便于存放和运输。 （一）、低压配智能电柜的可靠性 低压配电柜一个最重要的技术创新应属高可靠性。为了使低压配电柜能够具有较高的可靠性，这就要求供电企业在使用过程中进行严格地可靠性控制和可靠性检验维护。国外大部分电气公司对于低压配智能电柜的可靠性重视程度都相当高，并颁布了一系列可靠性检测标准，如IEC605等。 （二）、标准化和模块化设计 目前供电企业要求全面推进电网需求管理，对线损管理、提高供电质量、保证供电的可靠性和安全性提出了新的要求。低压配电柜的模块化设计是指安装方式多样化、安装尺寸模数化、组装结构积木化、系统功能模块化等，此类设计具有较高的标准化及流程化程度，设计过程方便快捷，结构形式多元化等特点，可满足不同使用环境及防护等级的需要，极大地提高了运行的安全性和可靠性。电网配电变压器由于其安装位置分布、安装地点等问题，使 其无法为配变管理和决策分析提供有效数据。而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要，如图1所示。 在GPRS无线电网配电变压器实时监测管理系统中，GPRS覆盖范围广，GPRS电力远程抄表系统一般位于电力公司的配电中心，或者位于居民小区的电表数据采集点，利用中国移动现有的GPRS/GSM网络，电表数据通过中国移动的GPRS/GSM网络进行传输。如图1所示，只要在无线GSM/GPRS网络的覆盖范围之内，都可以完成对电表数据的集中抄表控制和管理。 图1 GPRS无线电网配电变压器实时监控模式 三、低压配电柜的创新技术发展 我国低压电器已经由最早的体积大、容量小和性能低发展为小型化、高性能和大容量。并且已经全面地进入了智能化、机械化和电子通信化。主要有以下几个方面： （一）、开关柜的智能化 随着现场总线和工业以太网技术的不断发展，给开关柜的智能化提供了良好的发展机会，并且带来了革命性的变革，低压配电柜从各个元件到成套设备都已经实现了智能化、可通讯化以及网络化，在新技术的变革下，电器元件都采用了智能化的元件，将传统配电柜技术和微电子技术、工业以太网技术、计算机控制技术和电力电子技术等新技术相结合，大大提高了设备的可靠性。智能型开关柜通过通讯网络组成了智能低压配电系统。具有遥控、遥测、遥讯和遥调的功能。由于现场总线技术的发展，使低压配电柜的配电质量提高，能耗减少，实现了局域网的现场连接和配电保护的自动化，进一步提高了配电系统的可靠性，同时还开发了功能强大的监控系统。工业现场总线的应用与通信技术和工业以太网为用户提供了一个安全、可靠、快捷、智能的人机界面系统，基本实现了自动化配电系统的智能化控制。 （二）、SCADA自动化系统的研究 1、SCADA 功能（数采系统） 数据采集系统采取了大容量数据采集、支持更广泛的通信方式、提高采集系统的稳定性、可靠性以及扩容的方便性，采用基于端口值班技术的集群采集机制。采集子系统可以由若干个采集主机构成采集集群，共享通信资源，实现采集任务的均衡负载。 2、馈线自动化功能（FA 功能） 系统的馈线自动化功能主要用于配网线路的故障检测及诊断、故障隔离及网络重构。配电网一旦出现故障，及时检测和识别故障点，判断故障类型、有效隔离故障区段，合理转移负荷，快速恢复区域供电，缩短停电时间，使停电损失减到最低程度，这是馈线自动化FA 实现的主要功能。 故障检测与故障诊断通过判断电源点出线断路器事故变位分，判别发生故障的环网，对于永久性故障诊断线路发生的故障类型，启动FA 程序。故障自动定位与隔离对故障环网的FTU 信息进行分析判断，对故障类型进行诊断。自动定位故障点，迅速找出隔离区域。隔离失败后，启动一套后备隔离方案，扩大隔离范围，从而不会导致全线停电，将停电范围减至最小。网络重构快速寻找网络重构策略，恢复非故障区域供电。 3、WEB 发布功能 WEB 服务兼作网桥和数据中心。WEB服务器单独建立数据库平台，通过WEB 服务，在公司的MIS 网上实现对配调实时数据的远程浏览以及数据交换服务。通过以上Web 发布功能，可以将一次接线图等实时线路数据第一时间反馈给相关部室领导，实现配网线路信息共享。 4、 实现功能的流程处理 配电自动化系统利用自上而下贯通的快速光纤网络，能够迅速地将故障时的实时信息上传，完成故障的识别、定位，快速确定故障区域，形成隔离与恢复供电方案，进而通过光纤网络执行指令完成故障区域的隔离与非故障区域的恢复供电。配电测控系统依据配电网的特点，因地制宜地利用各种成熟的通讯手段，对各10kV 手拉手线路环网柜、配电网的关口、主线路、分支、配电变压器等各节点实现实时的数据采集、信号传输、远程控制，对线路供电可靠性、综合线损、负荷状况、无功补偿、短路接地进行实时监测，配电线路负荷开关及分断开关实现实时监测和控制。 总之，随着全球经济一体化步伐的加快，各种商业竞争日趋激烈，已从区域性发展为国际性。而低压配电柜技术的不断创新与发展，已成为必然需求。因此，我国相关企业必须加强重视，掌握核心技术产品，在低压电器产品的市场发展中占有一席之地。 参考文献 1 李宏刚.低压配电智能化监控系统的研究J，铁道标准设计，2006（11）. 2 贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理M.北京：水利电力出版社，2001.