智能變電站中壓開關(guān)柜智能化解決方案

方徐俊

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的增長，人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活活動(dòng)對(duì)電力的需求逐漸擴(kuò)大。電力企業(yè)因此而廣泛發(fā)展起來。尤其是近代，國家智能電網(wǎng)獲得了充分的發(fā)展。在電力系統(tǒng)中，開關(guān)柜是重要的組成設(shè)備之一，開關(guān)柜的工作情況對(duì)電力系統(tǒng)有重要的影響。所以在國家智能電網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展工作中，應(yīng)重視中壓開關(guān)柜的智能化建設(shè)。本文主要分析了傳統(tǒng)中壓開關(guān)柜的不足之處，探討了智能化的中壓開關(guān)柜的發(fā)展現(xiàn)狀和深入發(fā)展措施，為我國智能化電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展工作提供參考。

關(guān)鍵詞：智能變電站；中壓開關(guān)柜；智能化

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

建設(shè)智能電網(wǎng)時(shí)，智能變電站是其重要的支撐和基礎(chǔ)。智能變電站是由一系列智能化、環(huán)保和可靠的電力設(shè)備組成。在變電站中具有數(shù)字化的電力數(shù)據(jù)信息、網(wǎng)絡(luò)化的通信方式和通信平臺(tái)以及標(biāo)準(zhǔn)化的信息共享機(jī)制。在信息技術(shù)逐漸顯現(xiàn)出發(fā)展的優(yōu)勢(shì)的時(shí)代背景下，智能變電站是推動(dòng)國家發(fā)展，促進(jìn)電力領(lǐng)域進(jìn)步的有效建設(shè)設(shè)施。實(shí)現(xiàn)更高的智能化變電站的措施中，發(fā)展智能化的中壓開關(guān)柜是有效的措施之一。

1 傳統(tǒng)中壓開關(guān)柜

開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中主要的電氣設(shè)備之一，開關(guān)柜外部的電線首先進(jìn)入中壓開關(guān)柜內(nèi)部的主控開關(guān)，然后經(jīng)由主控開關(guān)在傳送到其他開關(guān)。它的主要作用是連接與斷開電力線路，它可以關(guān)閉電力系統(tǒng)中的故障線路和故障設(shè)備，是確保電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的有效措施之一。在時(shí)代的發(fā)展過程中，中壓開關(guān)柜逐漸走向智能化。在智能化建設(shè)進(jìn)程中，應(yīng)將傳統(tǒng)的中壓開關(guān)柜與現(xiàn)代重壓開關(guān)柜進(jìn)行對(duì)比，找出智能化中壓開關(guān)柜的發(fā)展方向，促進(jìn)我國智能電網(wǎng)的發(fā)展。

傳統(tǒng)中壓開關(guān)柜由避雷裝置、二次設(shè)備、互感器、斷路器以及隔離刀閘組成。這個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中采集電力系統(tǒng)的電壓和電流數(shù)值，同時(shí)上傳這些數(shù)據(jù)，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，中壓開關(guān)柜發(fā)生繼電保護(hù)。二次設(shè)備與斷路器主要通過監(jiān)控、保護(hù)信號(hào)和信號(hào)傳輸?shù)拇胧┩瓿蓪?duì)電纜的監(jiān)控與保護(hù)。斷電信號(hào)一般由工作人員或保護(hù)裝置進(jìn)行信號(hào)控制的操作指令，斷電器根據(jù)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(jié)束后，狀態(tài)信號(hào)反饋給主體控制室。傳統(tǒng)中壓開關(guān)柜需要定期檢修。檢查設(shè)備是否發(fā)生了故障和是否存在故障隱患。維持電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。但是在中壓開關(guān)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(tǒng)中壓開關(guān)柜在運(yùn)行過程中逐漸顯現(xiàn)出了一些不足之處，已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的電量使用需求。

2 中壓開關(guān)柜智能化

2.1 現(xiàn)狀

隨著我國智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，智能化電力系統(tǒng)開關(guān)在社會(huì)上逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。在近幾年，智能化開關(guān)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(guān)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用主要停留在電力系統(tǒng)的主干電網(wǎng)中，由于施工與操作技術(shù)復(fù)雜，并且建設(shè)智能開關(guān)的成本較大，所以無法在我國電力系統(tǒng)中大范圍的使用。同時(shí)，我國生產(chǎn)智能中壓開關(guān)柜的廠家有限，這些廠家在分布上無法做到大規(guī)模的覆蓋，并且廠家中對(duì)智能開關(guān)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(fù)雜的開關(guān)系統(tǒng)，所以在目前智能中壓開關(guān)柜的發(fā)展現(xiàn)狀中，仍然存在一系列復(fù)雜的問題，要想大范圍推廣重壓開關(guān)柜，還需要處理目前存在的問題。

2.2 中壓開關(guān)柜智能化

在社會(huì)的發(fā)展過程中，智能化的電網(wǎng)必將成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，所以建設(shè)智能化的中壓開關(guān)柜是目前電力領(lǐng)域發(fā)展的重要工作。利用先進(jìn)的信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、傳感技術(shù)等加快智能中壓開關(guān)柜的發(fā)展步伐。促進(jìn)中壓開關(guān)柜的智能化發(fā)展。所以，必須根據(jù)目前的智能化發(fā)展現(xiàn)狀提出一些建設(shè)智能化中壓開關(guān)柜的方案。根據(jù)中壓開關(guān)柜的組成：開關(guān)、智能監(jiān)控裝置、真空傳感器及圖像傳感器、環(huán)境溫度傳感器、環(huán)境濕度傳感器、母排溫度傳感器、自動(dòng)加熱除濕裝置以及帶點(diǎn)指示器等，提出建設(shè)智能化的中壓開關(guān)柜主要有以下幾點(diǎn)措施：

第一，中壓開關(guān)柜中的智能監(jiān)控裝置采用LED顯示屏，它的主要功能是模擬開關(guān)的動(dòng)作狀態(tài)和接線圖，也可以顯示中壓開關(guān)柜中的各種數(shù)據(jù)信息，并且還能通過顏色來區(qū)分開關(guān)中接地狀態(tài)、帶電狀態(tài)和不帶電狀態(tài)。

第二，中壓開關(guān)柜中的智能監(jiān)控設(shè)備的通信過程依靠永磁驅(qū)動(dòng)控制器來完成，它能檢測(cè)斷路器的工作狀態(tài)，也能實(shí)時(shí)了解到斷路器的結(jié)構(gòu)。通過一定的曲線顯示出電力系統(tǒng)中電流流動(dòng)的辯護(hù)情況。通過峰值的變化來表示機(jī)構(gòu)的卡滯問題。智能化的中壓開關(guān)柜與傳統(tǒng)的中壓開關(guān)柜最大的不同是智能中壓開關(guān)柜能根據(jù)數(shù)據(jù)信息來顯示中壓開關(guān)柜中的各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)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(yù)測(cè)斷路器的觸頭的使用壽命。以智能化、在線的方式檢測(cè)出中壓開關(guān)柜的耗電管理、基礎(chǔ)狀態(tài)檢測(cè)和通信等功能。智能化的監(jiān)控設(shè)備動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地檢測(cè)出中壓開關(guān)柜的各項(xiàng)數(shù)據(jù)運(yùn)行情況，有助于工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，解決故障，保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

第三，中壓開關(guān)柜中的智能監(jiān)控設(shè)備上連接了無線溫度和無線濕度傳感器，每個(gè)中壓開關(guān)柜的監(jiān)控單元中可以連接最多15個(gè)溫度傳感器。全方位地測(cè)試出不同柜的溫度，方便建立更加具體形象的溫度數(shù)值曲線。中壓開關(guān)柜使用者可以通過自行設(shè)置溫度傳感器的臨界值，使傳感器幫助用戶檢測(cè)中壓開關(guān)柜的溫度，當(dāng)溫度超過臨界值時(shí)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，能預(yù)防火災(zāi)等重大事故的發(fā)生。

第四，真空傳感器能檢測(cè)斷路器中的真空數(shù)值、智能監(jiān)控設(shè)備上的工業(yè)級(jí)攝像頭有助于檢測(cè)隔離刀閘斷口的狀態(tài)，為檢修工作人員提供更便捷的服務(wù)、通信網(wǎng)絡(luò)則主要應(yīng)用在變電站中的智能電子設(shè)備上，為社會(huì)的發(fā)展變化提供廣闊的空間。

在傳統(tǒng)的中壓開關(guān)柜的基礎(chǔ)上建立智能化的設(shè)施，比如監(jiān)控設(shè)施、傳感器等，能有效地解決傳統(tǒng)中壓開關(guān)柜存在的問題，并保證在中壓開關(guān)柜的運(yùn)行過程中以數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)，檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)中壓開關(guān)柜中合格設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行情況。及時(shí)發(fā)現(xiàn)中壓開關(guān)柜在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，減小了中壓開關(guān)柜檢修工作人員的工作難度，有助于促進(jìn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，并且以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的評(píng)估工作還能了解設(shè)備的使用壽命以及故障發(fā)生時(shí)間等，在智能化設(shè)施中顯示出中壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀況，以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)制定相應(yīng)的解決方案。能確保中壓開關(guān)柜的使用壽命，減少故障發(fā)生的概率。

2.3 實(shí)踐應(yīng)用

以我國冀北地區(qū)的某部分電力系統(tǒng)為例，其使用Matlab軟件來實(shí)現(xiàn)智能化中壓開關(guān)柜的建設(shè)，用優(yōu)選組合預(yù)測(cè)法以及單一預(yù)測(cè)法來預(yù)測(cè)該地區(qū)社會(huì)的用電總量，再將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與實(shí)際用電總量的數(shù)據(jù)信息相互對(duì)比，發(fā)現(xiàn)優(yōu)選組合預(yù)測(cè)法具有更高的預(yù)測(cè)精度。所以在該地區(qū)的電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，使用優(yōu)選組合預(yù)測(cè)法來判斷該地區(qū)的用電總量數(shù)據(jù)，再根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的電量管理工作，促進(jìn)了該地區(qū)電力系統(tǒng)的發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述，隨著人們生活質(zhì)量的提高，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的加快，社會(huì)對(duì)電量的需求逐漸擴(kuò)大。這給我國電網(wǎng)和電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的中壓開關(guān)柜已經(jīng)不能再滿足時(shí)代的發(fā)展需要。由于我國信息化技術(shù)的發(fā)展，智能化的電力系統(tǒng)已經(jīng)成為社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。所以應(yīng)采取有效的措施進(jìn)行智能化中壓開關(guān)柜的建設(shè)。通過在中壓開關(guān)柜上加裝智能監(jiān)控設(shè)施、溫度傳感器、濕度傳感器和真空傳感器，用數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)顯示等方法實(shí)現(xiàn)中壓開關(guān)柜的智能化建設(shè)，促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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