智能操控装置在高压开关柜的应用

时间：2022-07-20

摘要：智能操控装置可用于3~35kV户内高压开关柜，适用于中置柜、手车柜、固定柜、环网柜等多种开关柜，具有一次回路模拟图及开关状态指示，高压带电显示及核相，自动温湿度控制，加热回路故障告警，分合闸回路完好指示、分合闸回路电压测量、预分预合闪光指示、电气节点无线测温，人体感应自动照明，语音提示，电参数测量及RS485通讯接口等众多功能，集操作、显示于一体。装置很大地提高了高压开关柜二次设备的集成度和智能化，有效监测开关柜的运行状态，提高开关柜运行的安全性，有助于智能电网的建设。

关键词：智能操控装置开关状态指示无线测温高压带电显示

0 引言

电力传输系统中，发电厂、变电站的高压开关柜起着关键性的作用，随着电网设备技术的发展，高压开关柜也得到广泛的使用。为了更有效的对高压开关柜进行监测，**开关柜的智能、安全、可靠的运行，高压柜智能操控装置被开发出来应用于高压开关柜的监测。智能操控装置采用采用集成电路设计，具有先进的处理单元及数字传感器技术，不仅可以本地实时监测高压开关柜的运行状态，还可以通过先进的网络技术，将数据上传至监控系统，有助于系统分析开关柜各项数据的变化趋势，及时发现潜在故障，实现变配电网络的智能化发展。

1 传统高压开关柜的在操控方面的不足

1.1二次元件功能单一，安装麻烦

高压开关柜普遍装配一次模拟指示牌，断路器分闸/合闸指示灯，手车工作/试验位置指示灯，储能指示灯等多种状态指示灯，分合闸、远方/就地转换开关以及带电显示器等二次元件，元件种类繁多，安装、布线麻烦，而且指示数据也不能上传后台。

1.2运行工况监测智能化不足

传统开关柜采用人工巡检的方法定期查看柜内有无凝露，当发现凝露时手动开启柜内除湿器进行除湿，不能及时对柜内温湿度环境进行动态调节，存在一定安全隐患。此外，高压开关柜内手车触头，母排/电缆接头在大电流负载运行时会存在发热现象，传统开关柜的接点温度监视，往往都是采用人工手持红外测温仪定期测量母排/电缆等电气接点温度，不能做到实时监测，有异常高温时不能及时处理。而且开关触头等内部接头位置，也无法通过手持红外测温仪进行测量，监测不够有效。

2 高压开关柜智能操控装置的功能特点

2.1 动态模拟指示

智能操控将开关柜一次模拟牌和状态指示灯进行整合，实现一次模拟牌的动态展示。一次系统图内断路器、手车、接地刀、储能指示等符号，均跟随一次设备实际状态进行实时变化，既方便用户直观、准确的了解到设备运行状态。

2.2 分合闸操作开关

智能操控装置可以集成高压开关柜常用的分闸/合闸，远程/就地和储能等转换开关，用户*在柜门上开孔安装，既简化了开关柜面设计，又方便了用户安装接线。

2.3 高压带电显示、核相及验电

智能操控采用高亮LED指示灯进行三相高压带电状态指示，且集成闭锁指示灯和闭锁继电器出口。按照国标进行设计，在母线各相电压均小于额定电压的15%时，强制闭锁处于“解锁”状态，前面板上“LOCK”指示灯不亮，“闭锁”接点闭合；母线任意相电压大于额定电压的40%时，强制闭锁处于“闭锁”状态，“LOCK”指示灯亮，“闭锁”接点断开。

此外，操控还具有核相和验电插孔，配合核相/验电器，可以实现各回路的核相及验电操作。

2.4 自动温湿度控制

智能操控装置采用数字式温湿度控制，准确测量开关柜内环境温湿度，当环境相对湿度大于高湿设定值或温度小于低温设定值，可以自动启动加热器进行除湿/升温，当温湿度调节成功后，自动停止加热器；装置还对加热器的工作状态进行监视，发生加热器工作异常时，产生报警提示。当环境温度大于高温设定值，启动风扇降温，降温到目标值后，自动停止鼓风。柜内环境温度发生**温时还会产生**温告警提示。所有定值用户均可自由设定。

2.5 分合闸控制回路监视

智能操控装置具有分合闸控制回路监视功能，通过准确测量分合闸控制回路的电压，结合断路器的分合状态，判断分合闸回路是否完好，通过指示灯进行提示。

2.6 预分预合闪光指示

智能操控装置通过采集分合闸开关的预分/预合档位状态，结合断路器的分合状态，在用户进行分/合闸操作前进行闪灯提示，防止误操作。

2.7 电气接点无线测温

智能操控装置集成无线测温功能，通过无线通信的方式采集开关柜内触头、电缆头等关键电气部位安装的温度传感器的数据，实现电气温度的实时在线监测，当一次设备发生异常温升时，及时产生告警提示用户处理及查找故障，避免设备的损毁。

2.8 人体感应控制照明及安全提示

智能操控装置具有红外人体感应功能，当检测到人员活动时，装置自动点亮显示面板及柜内照明。如果高压回路带电，还会通过语音提示现场人员注意规范操作，注意安全。

2.9 语音防误提示

操控装置可自由设定多种方式的语音防误提示。装置根据“微机五防”的要求，能够实现语音误操作提示，例如当断路器或接地刀合闸时，人员推进/推出断路器手车会产生“请分断路器，请分接地刀”的语音提醒。

2.10 电参量测量

智能操控装置还可以集成电参量测量功能，可以实现电流、电压、功率、电能等数据的0.5级精度测量，替代传统高压开关柜的电流、电压表。

2.11 丰富的通信接口

智能操控具有485、以太网、对时等通信接口，采用标准通信协议，方便把现场采集数据上传至后台平台，实现变配电系统的智能监控。

3.智能操控装置在北京大兴机场的应用

北京大兴国际机场，是建设在北京市大兴区与河北省廊坊市广阳区之间的**大型国际航空综合交通枢纽。机场动力能源来源共计31个变电站，其中航站楼高压变电站分为三个部分，开闭站，指廊，核心区：开闭站包括KB1，KB2，KB3，KB4，KB5共计116面高压柜；指廊包括T1A,T1B,T2A,T2B,T3A,T3B,T4A,T4B,T4E,T4F共计40面高压柜；核心区包括T1C,T1D,T1E,T2C,T2D,T2E,T3C,T3D,T3E,T3F,T4C,T4D,T5A,T5B,T5C,T5D共计80面高压柜。航站楼二期配电及停车场配电部分共计约340面高压柜、后勤配电部分共计约90面高压柜。

在大兴国际机场配电工程选用了ASD320型智能操控装置，装置具有一次回路模拟图及开关状态指示，高压带电显示及核相，自动温湿度控制，电气节点无线测温，人体感应自动照明，语音提示及RS485通讯接口，每台装置配有12路无源温度传感器对高压开关柜母排、触头、电缆头进行有效的温度监测，并且把温度数据上传到机场电气运维平台，现场反馈设备稳定运行，为机场安全运行提供可靠**。

4.开关柜综合监控系统

为了实现用户变电站智能化运行，达到无人值守或少人值守要求，可在高压开关柜配置智能操控装置后，在监控中心配置电力监控系统Acrel-2000，将智能操控装置的电参量、节点温度、柜内温湿度等数据可以上传至监控系统，有助于系统分析开关柜各项数据的变化趋势，及时发现事故隐患，为用户变电站的可靠运行提供**。

5结束语

高压柜智能操控装置功能众多，可取代传统高压开关柜上安装一次模拟牌、状态指示灯、就地操作旋钮、带电显示器、温湿度控制器、电流电压表等单一功能的元件，用户可根据实际需求进行功能选择。操控装置以一体化布局配套装备于高压开关柜，简化了高压开关柜的面板结构设计，修饰了高压开关柜的面板布局，完善了各开关状态的监测功能和安全性，大大提高了高压开关柜智能化程度。

参考文献：

[1] 徐良钧.高压开关柜智能操控装置的选用.港口科技，2010(5).

[2] 邢峰.王永富.韩培君.李英俊. 新型高压开关柜智能操控装置的应用.内蒙古电力技术，2012(30).

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版

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