智能操控裝置在高壓開(kāi)關(guān)柜的應用

摘要：智能操控裝置可用于3~35kV戶(hù)內高壓開(kāi)關(guān)柜，適用于中置柜、手車(chē)柜、固定柜、環(huán)網(wǎng)柜等多種開(kāi)關(guān)柜，具有一次回路模擬圖及開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，自動(dòng)溫濕度控制，加熱回路故障告警，分合閘回路完好指示、分合閘回路電壓測量、預分預合閃光指示、電氣節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫，人體感應自動(dòng)照明，語(yǔ)音提示，電參數測量及RS485通訊接口等眾多功能，集操作、顯示于一體。裝置很大地提高了高壓開(kāi)關(guān)柜二次設備的集成度和智能化，合理監測開(kāi)關(guān)柜的運行狀態(tài)，提高開(kāi)關(guān)柜運行的安全性 ，有助于智能電網(wǎng)的建設。

關(guān)鍵詞：智能操控裝置 開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示 無(wú)線(xiàn)測溫 高壓帶電顯示

0 引言

    電力傳輸系統中，發(fā)電廠(chǎng)、變電站的高壓開(kāi)關(guān)柜起著(zhù)關(guān)鍵性的作用，隨著(zhù)電網(wǎng)設備技術(shù)的發(fā)展，高壓開(kāi)關(guān)柜也得到廣泛的使用。為了更合理的對高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行監測，保障開(kāi)關(guān)柜的智能、安全、可靠的運行，高壓柜智能操控裝置被開(kāi)發(fā)出來(lái)應用于高壓開(kāi)關(guān)柜的監測。智能操控裝置采用采用集成電路設計，具有*的處理單元及數字傳感器技術(shù)，不僅可以本地實(shí)時(shí)監測高壓開(kāi)關(guān)柜的運行狀態(tài)，還可以通過(guò)*的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將數據上傳至監控系統，有助于系統分析開(kāi)關(guān)柜各項數據的變化趨勢，及時(shí)發(fā)現潛在故障，實(shí)現變配電網(wǎng)絡(luò )的智能化發(fā)展。

1 傳統高壓開(kāi)關(guān)柜的在操控方面的不足

1.1二次元件功能單一，安裝麻煩

    高壓開(kāi)關(guān)柜普遍裝配一次模擬指示牌，斷路器分閘/合閘指示燈，手車(chē)工作/試驗位置指示燈，儲能指示燈等多種狀態(tài)指示燈，分合閘、遠方/就地轉換開(kāi)關(guān)以及帶電顯示器等二次元件，元件種類(lèi)繁多，安裝、布線(xiàn)麻煩，而且指示數據也不能上傳后臺。

1.2運行工況監測智能化不足

    傳統開(kāi)關(guān)柜采用人工巡檢的方法定期查看柜內有無(wú)凝露，當發(fā)現凝露時(shí)手動(dòng)開(kāi)啟柜內除濕器進(jìn)行除濕，不能及時(shí)對柜內溫濕度環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節，存在一定安全隱患。此外，高壓開(kāi)關(guān)柜內手車(chē)觸頭，母排/電纜接頭在大電流負載運行時(shí)會(huì )存在發(fā)熱現象，傳統開(kāi)關(guān)柜的接點(diǎn)溫度監視，往往都是采用人工手持紅外測溫儀定期測量母排/電纜等電氣接點(diǎn)溫度，不能做到實(shí)時(shí)監測，有異常高溫時(shí)不能及時(shí)處理。而且開(kāi)關(guān)觸頭等內部接頭位置，也無(wú)法通過(guò)手持紅外測溫儀進(jìn)行測量，監測不夠合理。

2 高壓開(kāi)關(guān)柜智能操控裝置的功能特點(diǎn)

2.1 動(dòng)態(tài)模擬指示

    智能操控將開(kāi)關(guān)柜一次模擬牌和狀態(tài)指示燈進(jìn)行整合，實(shí)現一次模擬牌的動(dòng)態(tài)展示。一次系統圖內斷路器、手車(chē)、接地刀、儲能指示等符號，均跟隨一次設備實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)變化，既方便用戶(hù)直觀(guān)、準確的了解到設備運行狀態(tài)。

2.2 分合閘操作開(kāi)關(guān)

    智能操控裝置可以集成高壓開(kāi)關(guān)柜常用的分閘/合閘，遠程/就地和儲能等轉換開(kāi)關(guān)，用戶(hù)無(wú)需在柜門(mén)上開(kāi)孔安裝，既簡(jiǎn)化了開(kāi)關(guān)柜面設計，又方便了用戶(hù)安裝接線(xiàn)。

圖1 傳統開(kāi)關(guān)柜面

圖2 使用智能操控開(kāi)關(guān)柜面

2.3 高壓帶電顯示、核相及驗電

    智能操控采用高亮LED指示燈進(jìn)行三相高壓帶電狀態(tài)指示，且集成閉鎖指示燈和閉鎖繼電器出口。按照國標進(jìn)行設計，在母線(xiàn)各相電壓均小于額定電壓的15%時(shí)，強制閉鎖處于“解鎖"狀態(tài)，前面板上“LOCK"指示燈不亮，“閉鎖"接點(diǎn)閉合；母線(xiàn)任意相電壓大于額定電壓的40%時(shí)，強制閉鎖處于“閉鎖"狀態(tài)，“LOCK"指示燈亮，“閉鎖"接點(diǎn)斷開(kāi)。

此外，操控還具有核相和驗電插孔，配合核相/驗電器，可以實(shí)現各回路的核相及驗電操作。

2.4 自動(dòng)溫濕度控制

    智能操控裝置采用數字式溫濕度控制，準確測量開(kāi)關(guān)柜內環(huán)境溫濕度，當環(huán)境相對濕度大于高濕設定值或溫度小于低溫設定值，可以自動(dòng)啟動(dòng)加熱器進(jìn)行除濕/升溫，當溫濕度調節成功后，自動(dòng)停止加熱器；裝置還對加熱器的工作狀態(tài)進(jìn)行監視，發(fā)生加熱器工作異常時(shí)，產(chǎn)生報警提示。當環(huán)境溫度大于高溫設定值，啟動(dòng)風(fēng)扇降溫，降溫到目標值后，自動(dòng)停止鼓風(fēng)。柜內環(huán)境溫度發(fā)生超溫時(shí)還會(huì )產(chǎn)生超溫告警提示。所有定值用戶(hù)均可自由設定。

2.5 分合閘控制回路監視

    智能操控裝置具有分合閘控制回路監視功能，通過(guò)準確測量分合閘控制回路的電壓，結合斷路器的分合狀態(tài)，判斷分合閘回路是否完好，通過(guò)指示燈進(jìn)行提示。

2.6 預分預合閃光指示

    智能操控裝置通過(guò)采集分合閘開(kāi)關(guān)的預分/預合檔位狀態(tài)，結合斷路器的分合狀態(tài)，在用戶(hù)進(jìn)行分/合閘操作前進(jìn)行閃燈提示，防止誤操作。

2.7 電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫

    智能操控裝置集成無(wú)線(xiàn)測溫功能，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信的方式采集開(kāi)關(guān)柜內觸頭、電纜頭等關(guān)鍵電氣部位安裝的溫度傳感器的數據，實(shí)現電氣溫度的實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測，當一次設備發(fā)生異常溫升時(shí)，及時(shí)產(chǎn)生告警提示用戶(hù)處理及查找故障，避免設備的損毀。

圖3 靜觸頭溫度監測

圖4 電纜頭溫度監測

2.8 人體感應控制照明及安全提示

    智能操控裝置具有紅外人體感應功能，當檢測到人員活動(dòng)時(shí)，裝置自動(dòng)點(diǎn)亮顯示面板及柜內照明。如果高壓回路帶電，還會(huì )通過(guò)語(yǔ)音提示現場(chǎng)人員注意規范操作，注意安全。

2.9 語(yǔ)音防誤提示

    操控裝置可自由設定多種方式的語(yǔ)音防誤提示。裝置根據“微機五防"的要求，能夠實(shí)現語(yǔ)音誤操作提示，例如當斷路器或接地刀合閘時(shí)，人員推進(jìn)/推出斷路器手車(chē)會(huì )產(chǎn)生“請分斷路器，請分接地刀"的語(yǔ)音提醒。

2.10 電參量測量

    智能操控裝置還可以集成電參量測量功能，可以實(shí)現電流、電壓、功率、電能等數據的0.5級精度測量，替代傳統高壓開(kāi)關(guān)柜的電流、電壓表。

2.11 豐富的通信接口

    智能操控具有485、以太網(wǎng)、對時(shí)等通信接口，采用標準通信協(xié)議，方便把現場(chǎng)采集數據上傳至后臺平臺，實(shí)現變配電系統的智能監控。

3.智能操控裝置在北京大興機場(chǎng)的應用

    北京大興國際機場(chǎng)，是建設在北京市大興區與河北省廊坊市廣陽(yáng)區之間的超大型國際航空綜合交通樞紐。機場(chǎng)動(dòng)力能源來(lái)源共計31個(gè)變電站，其中航站樓高壓變電站分為三個(gè)部分，開(kāi)閉站，指廊，核心區：開(kāi)閉站包括KB1，KB2，KB3，KB4，KB5共計116面高壓柜；指廊包括T1A,T1B,T2A,T2B,T3A,T3B,T4A,T4B,T4E,T4F共計40面高壓柜；核心區包括T1C,T1D,T1E,T2C,T2D,T2E,T3C,T3D,T3E,T3F,T4C,T4D,T5A,T5B,T5C,T5D共計80面高壓柜。航站樓二期配電及停車(chē)場(chǎng)配電部分共計約340面高壓柜、后勤配電部分共計約90面高壓柜。

    在大興國際機場(chǎng)配電工程選用了ASD320型智能操控裝置，裝置具有一次回路模擬圖及開(kāi)關(guān)狀態(tài)指示，高壓帶電顯示及核相，自動(dòng)溫濕度控制，電氣節點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫，人體感應自動(dòng)照明，語(yǔ)音提示及RS485通訊接口，每臺裝置配有12路無(wú)源溫度傳感器對高壓開(kāi)關(guān)柜母排、觸頭、電纜頭進(jìn)行合理的溫度監測，并且把溫度數據上傳到機場(chǎng)電氣運維平臺，現場(chǎng)反饋設備穩定運行，為機場(chǎng)安全運行提供可靠保障。

4.開(kāi)關(guān)柜綜合監控系統

    為了實(shí)現用戶(hù)變電站智能化運行，達到無(wú)人值守或少人值守要求，可在高壓開(kāi)關(guān)柜配置智能操控裝置后，在監控中心配置電力監控系統Acrel-2000，將智能操控裝置的電參量、節點(diǎn)溫度、柜內溫濕度等數據可以上傳至監控系統，有助于系統分析開(kāi)關(guān)柜各項數據的變化趨勢，及時(shí)發(fā)現事故隱患，為用戶(hù)變電站的可靠運行提供保障。

5.結束語(yǔ)

    高壓柜智能操控裝置功能眾多，可取代傳統高壓開(kāi)關(guān)柜上安裝一次模擬牌、狀態(tài)指示燈、就地操作旋鈕、帶電顯示器、溫濕度控制器、電流電壓表等單一功能的元件，用戶(hù)可根據實(shí)際需求進(jìn)行功能選擇。操控裝置以整體布局配套裝備于高壓開(kāi)關(guān)柜，簡(jiǎn)化了高壓開(kāi)關(guān)柜的面板結構設計，修飾了高壓開(kāi)關(guān)柜的面板布局，完善了各開(kāi)關(guān)狀態(tài)的監測功能和安全性，大大提高了高壓開(kāi)關(guān)柜智能化程度。

編輯：安科瑞 孫斌

公司：江蘇安科瑞電器制造有限公司