引言

隨著配電網(wǎng)絡整體負荷壓力的小斷加大，傳統(tǒng)環(huán)網(wǎng)柜已無法滿足越來越復雜的系統(tǒng)需求。設備智能化是配電網(wǎng)絡優(yōu)化的必然發(fā)展方向，環(huán)網(wǎng)柜作為配電網(wǎng)絡的關(guān)鍵性設備，對其系統(tǒng)設計進行優(yōu)化，在基礎性功能上添加更多智能化操作功能，是推動整體配網(wǎng)性能優(yōu)化的重要保證。

1 智能化環(huán)網(wǎng)柜的功能優(yōu)勢

1.1 技術(shù)指標達標且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)良好

經(jīng)過嚴格的質(zhì)量檢驗測試，該智能化環(huán)網(wǎng)柜完全符合相應的技術(shù)指標，基本性能完備，且環(huán)境適應性強，絕緣性能、信息傳輸性能突出。從電動操作、智能控制模塊及環(huán)網(wǎng)柜本體絕緣監(jiān)測、環(huán)網(wǎng)柜無源電磁閉鎖裝置等組成配置性能來看，該環(huán)網(wǎng)柜同樣達到最高技術(shù)標準，能作為環(huán)網(wǎng)柜設備投入使用。同時，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來看，該環(huán)網(wǎng)柜智能化、集成式裝置實現(xiàn)了配網(wǎng)系統(tǒng)開關(guān)站集中式監(jiān)控，且插箱式結(jié)構(gòu)有效節(jié)約了裝置空問，緊湊的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)了裝置的精巧。

1.2 立體化功能優(yōu)勢更趨于智能化

從智能化環(huán)網(wǎng)柜的整體功能性來看，相較于傳統(tǒng)式的環(huán)網(wǎng)柜，其小僅滿足對系統(tǒng)故障的監(jiān)測，還能針對故障采取相應的斷開處理。智能化環(huán)網(wǎng)柜的智能化優(yōu)勢體現(xiàn)在對故障的判斷快速而準確，能實現(xiàn)故障的有效隔離;在電源方面實現(xiàn)了自我供給，保障了電源的穩(wěn)定性和長期性;在系統(tǒng)閉鎖方面采用的無源電磁閉鎖可靠性強，閉解方式簡單、精準。

2 監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu)分析

如圖1所示，基于SAW傳感器的無源無線測溫系統(tǒng)由監(jiān)測管理主站及軟件、溫度監(jiān)測集中器(測溫網(wǎng)關(guān))、溫度采集器、SAW溫度傳感器等部分構(gòu)成。系統(tǒng)的工作原理是SAW傳感器測量各觸點溫度，采集器完成對傳感器的溫度信息的收發(fā)和管理，一個采集器可接收6個SAW傳感器的溫度信息。同一區(qū)域(如一個變電站)內(nèi)的多個環(huán)網(wǎng)柜通過采集器之問組成CAN總線網(wǎng)絡或RS485組網(wǎng)進行數(shù)據(jù)的本地傳輸，再由測溫網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一進行本區(qū)域內(nèi)所有環(huán)網(wǎng)柜溫度監(jiān)控信息的采集、存儲和管理。測溫網(wǎng)關(guān)可以通過以太網(wǎng),GPRS或者RS485按照指定的標準規(guī)約傳入監(jiān)控中心，實現(xiàn)遠程在線溫度監(jiān)測、分析以及預警。

3 智能化環(huán)網(wǎng)柜的系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

3.1 智能化環(huán)網(wǎng)柜的整體結(jié)構(gòu)設計

智能化環(huán)網(wǎng)柜的整體結(jié)構(gòu)設計包括整體系統(tǒng)的各組成模塊，除了為環(huán)網(wǎng)柜提供電源的超級電容，還有包括環(huán)網(wǎng)柜智能控制模塊和環(huán)網(wǎng)柜電源自供操作系統(tǒng)的智能化操作模塊，應用于臭氧監(jiān)測的臭氧絕緣監(jiān)測儀，它們配合環(huán)網(wǎng)柜無源電磁閉鎖裝置形成完善的環(huán)網(wǎng)柜系統(tǒng)。為滿足智能化的設計需求，還應對具體的模塊進行專門設計，在保障基礎功能的前提下實現(xiàn)各模塊的智能化創(chuàng)新。智能化環(huán)網(wǎng)柜整體結(jié)構(gòu)設計如圖1所示。

3.2 智能化環(huán)網(wǎng)柜的控制模塊設計

作為智能化環(huán)網(wǎng)柜運行的重點，控制模塊的設計需要首先實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡通信功能，并在此基礎上滿足“三遙”功能要求，從根本上達到智能化的功能指標川;同時，通過網(wǎng)絡通信功能實現(xiàn)智能控制模塊與數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、配電自動化主站及配電自動化二級主站之問的即時通信。智能化環(huán)網(wǎng)柜通過精準的遙信算法來實現(xiàn)遙信功能，能準確感知并及時消除智能控制模塊中出現(xiàn)的遙信抖動和遙信誤動，有效記錄系統(tǒng)狀態(tài)。遙信功能中定時器的狀態(tài)采樣能規(guī)律性地對所采集的DI狀態(tài)進行保存記錄和計算，每毫秒進行一次DI采樣，并且每個當前DI狀態(tài)均保存到遙信狀態(tài)表中，根據(jù)遙信得出準確的遙信發(fā)生時刻，算法流程如圖2所示。對于交流采樣，通過對采樣進行模擬設置，每周波采樣32點并對每半波實施計算周期，通過PWM進行采樣數(shù)據(jù)輸出，采樣過程中分別完成功率、電壓和零序計算。

遙控功能實現(xiàn)了環(huán)網(wǎng)柜智能化的遠程操作，并通過故障顯示功能進行直觀的遠程遙控。智能化環(huán)網(wǎng)柜實現(xiàn)了對故障類型的檢測，通過對比系統(tǒng)電流、電壓的相對值、變化值等即可進行準確判斷，并在判定后采取對應的處理方法。

3.3 智能化環(huán)網(wǎng)柜的電源自供操作系統(tǒng)設計

智能化環(huán)網(wǎng)柜的電源系統(tǒng)需避免以往電源使用壽命短且無法穩(wěn)定供電等缺陷，確保電源的安全穩(wěn)定供電，并能長時問工作而較少需要維護。為此，電源自供操作系統(tǒng)采用了電源PT和超級電容備用電源，雙重電力保障實現(xiàn)了供電的安全性。由于環(huán)網(wǎng)柜多安裝在室外，因此對電池的要求較高。而選用的超級電容可避免傳統(tǒng)電池的缺陷，小僅受外部溫度環(huán)境的影響較小，而且循環(huán)使用壽命長，小需長期維護。將該電源系統(tǒng)與環(huán)網(wǎng)柜組裝后，測試匹配良好，說明該電源系統(tǒng)能作為智能化環(huán)網(wǎng)柜的長期電源。

3.4 智能化環(huán)網(wǎng)柜的臭氧絕緣監(jiān)測儀設計

基于高壓放電產(chǎn)生臭氧的原理，智能化環(huán)網(wǎng)柜利用臭氧絕緣監(jiān)測儀來實現(xiàn)設備缺陷和故障判斷，通過對環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部臭氧濃度值的監(jiān)測來判別設備出現(xiàn)的故障及故障嚴重程度。臭氧絕緣監(jiān)測儀能對環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部早期放電現(xiàn)象進行監(jiān)測，并將監(jiān)測結(jié)果進行記錄和傳輸，由運行操作人員對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行收集判斷。該臭氧絕緣監(jiān)測儀共有6個通道，能對環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部臭氧濃度值進行準確監(jiān)測和顯示，當監(jiān)測數(shù)據(jù)達到相應的指標時，通過遠程報警指示功能向控制室進行報警，以便快速反應和處理。

結(jié)語

智能化環(huán)網(wǎng)柜的設計和應用是現(xiàn)代配網(wǎng)系統(tǒng)的重要追求，為整體配電網(wǎng)絡的智能化提供了保障，為配網(wǎng)運行維護提供了更大的便利。設計中，需突出其智能化的功能優(yōu)勢，確保實際性能達標，尤其在環(huán)境條件和絕緣性能、傳輸規(guī)約等方面，要符合相應的檢測標準，保證整體系統(tǒng)的有效性。只有保障基礎性功能，并在自動化、集中化和綜合化方面取得進步，才能為智能化環(huán)網(wǎng)柜的正式投用提供前提，也為其進一步的功能擴展打下重要基礎。

參考文獻

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