法騰電力長期專注小型配電柜（KYN550 KYN450 MVnex550）、全感知系統(tǒng) 、一鍵順控 岸電系統(tǒng)、 預制艙、 機械特性 、無線測溫、 局放監(jiān)測的制造技術，將Z新電子科技和大數(shù)據算法應用于配電網小電流接地故障篩查和診斷，打造了全套智能電網控制設備制造產業(yè)鏈，是集成套智能機器人技術、人工智能技術、可視化語音技術、物聯(lián)網通信技術，多維傳感技術及復雜機械結構設計技術于一體，明顯提高了智能環(huán)網柜安全可靠性。

    一、嵌入式環(huán)網柜

  

    電網智能設備真正的核心技術是要加大研發(fā)投入力度，增強原始創(chuàng)新能力，實現(xiàn)關鍵核心技術自主可控。通過智能開關柜數(shù)字化和智能化的標準設計，融合了高度集成的低功耗電子設備，通過優(yōu)化外立面設計的方式，避免控制器電子設備外露，使外觀更加緊湊。

 

智能電網建設就是要大量采用先進的電網開關設備，運用高新技術實現(xiàn)大型電網的智能化運維管控。

新一代智能開關柜技術特點

 

 1、提高開關柜技術裝備安全可靠性水平；

 2、開關柜設備升級改造節(jié)省了投資，提高了開關柜技術附加值；

 3、應用計算機網絡技術，優(yōu)化開關柜安全操作模式，使配網管理跨入現(xiàn)代化管理軌道；

4、推行電網信息化管控技術，解決故障報警和故障點定位的難題。

 

二、智能電網設備

 

1、智能感知

 

    智能環(huán)網柜設備包括人智能技術、傳感器感知技術、智能信息化處理技術。智能開關設備是將信息技術融合到傳統(tǒng)電氣開關設備中，以數(shù)字化信息的獲取、處理、利用和傳遞為基礎，在開放和互聯(lián)的信息模式基礎上，進一步提高電氣設備的性能指標，以及設備自身的可靠性和安全性，同時為智能電網的運行控制提供更加完善和豐富的數(shù)字化信息，以提高電網的供電系統(tǒng)的整體性能。

 

2、技術特征

 

（1）、基本功能是保護 

  

   電網小電流故障感知

   在線實時監(jiān)測電網上電壓、電流的變化，發(fā)現(xiàn)故障快速跳閘切斷故障電流，保護電網上變壓器及家庭的電器用電設備。增加電網智能開關設備是為了感知、判斷故障與執(zhí)行線路保護功能。

 

（2）網絡交互接口

 

高速網絡實現(xiàn)數(shù)據交互接口

 

    智能高壓開關設備是智能電網控制的核心設備。通過在設備加裝各類傳感器，采集設備運行狀態(tài)，把采集到的模擬信號轉化成數(shù)字信息進行就地處理，或通過高速網絡交互接口，傳送到遠方控制中心再處理。

 

（3）故障自愈

 

實現(xiàn)故障隔離后網絡自愈

  

    智能化配電網自愈是指配電系統(tǒng)能夠及時檢測出系統(tǒng)故障、對系統(tǒng)不安全狀態(tài)進行預警，并進行相應的操作，使其不影響對用戶的正常供電或將其影響降至Z小。實現(xiàn)配電網自愈，Z基本的就是要有高效的智能化設備。

3、智能環(huán)網柜方案

 

    產品方案包括：10-20KV 開關柜自動化成套設備；環(huán)網柜自動化升級技術改造；互聯(lián)網應用及大數(shù)據平臺開發(fā)；開關柜電操遙控安全控制等級提升。

技術解決方案：

（1）柜體結構布局設計、一二次綜合布線，電纜網絡自動化和架空饋線自動化不同的控制模型及控制技術；

（2）開關柜功能標準化適當減少開關柜的種類；

（3）單相高阻接地故障精準檢測和定位技術；

（4）自愈操作“五防”設施；

（4）標準化施工流程；

（5）軟件在線監(jiān)測、系統(tǒng)安全評價系統(tǒng)；

（6）運行方式及保護整定分析、網格式供電方式電網潮流計算；

4、智能化技術增加新功能

 

1）智能電網開關設備向高性能、小型化發(fā)展

2）設備配套應用向新材料，低污染發(fā)展。

3）融合多種傳感器技術向多功能的組合電氣設備發(fā)展

4）產品設計模式從單個設備控制向系列成套設備發(fā)展

5）開關設備生產廠商從提供單體設備向用戶提供整體解決方案方向發(fā)展

6）“互聯(lián)網+”電力裝備工業(yè)融合創(chuàng)新技術大量研發(fā)應用

 

5、智能化升級的內容

 

一二次電氣開關設備成套融合

開關柜技術升級設計主要包含的內容：

（1）提高開關柜技術裝備安全可靠性水平；

（2）通過開關柜技術升級節(jié)省設備投資，提高了開關柜技術附加值；

（3）應用計算機網絡技術，優(yōu)化開關柜安全操作模式模式，使配電網管理跨入現(xiàn)代化管理軌道；

（4）、采用物聯(lián)網信息技術，解決故障報警和故障點定位的難題。

（5）后期維護方案：投入運行后期維護、系統(tǒng)實驗性測試、線路故障仿真及實操培訓等項內容。

 

6、（設備）解決方案

 

（1）、（前期）配網自動化方案配置，開關設備匹配、改造技術咨詢，功能與DTU配套結構布局選擇、成本性價比分析、

（2）（可行設計）智能柜結構設計、開關元件功能設計、DTU柜功能組合設計、上下游產品配套、改造模式組合設計、遠程操控方法設計、

（3）（技術改造性能升級方案）系統(tǒng)升級調試，改造流程制定、線路結構設計，改造線路連接、電機安全控制，工廠化施工、整機組合調試、

 

7、開關柜主要接線方式

 

   開關柜主要接線（綜合布線）方式有；斷路器柜+隔離開關、負荷開關柜、負荷開關+熔絲筒組合柜、分段器組合柜，分支線出線斷路器柜五種類型。

 

三、現(xiàn)實技術問題

 

配網設備一二次集成是把單純的手動開關柜改裝成智能開關柜，好處主要表現(xiàn)在；能夠充分利用設備，延長開關柜的使用壽命周期。對設備的改造需要解決的主要技術問題。

 

1、戶外現(xiàn)場施工時間長；

2、在現(xiàn)場220V電源取電困難；

3、現(xiàn)狀大部分戶外開關設備沒有專用的低壓操作箱；

4、采集CT指標參數(shù)不一致，信號轉換時誤差大；

5、配網開關柜大多采用SF6充氣式絕緣柜，若出現(xiàn)開關柜絕緣氣壓異常，遠程遙控操作容易造成危險事故；

6、設備體積過大會需要擴大外箱體受場地限制，特別是對戶外開閉所和環(huán)網柜的改造施工會遇到大麻煩；

 

四、 故障檢測問題

 

    推出電氣開關設備一二次融合集成技術，優(yōu)先要解決的是間歇性弧光單相故障檢測、故障遠程隔離遙控處理問題。

 

1、三個停電原因:

 

（1）是在線路突發(fā)故障造成線路停電時的操作。

（2）在對線路進行停電檢修時的操作。

（3）是在對線路的運行方式的改變而進行的轉供電時的操作。

 

 2、本地檢測故障

 

不需要把故障信息傳回主站分析計算，不需要另外加裝故障指示器，也能夠進行故障定位。

 

 3、每相電壓采集

 

   由于采集了電纜全部支路的電壓信息，配網自動化終端就能夠方便判斷出環(huán)網柜每一間隔的電流方向，也就是讓主站很清楚知道哪一回是進線柜，哪一回是出現(xiàn)柜，隨著網架接線方式的不斷變化，環(huán)網柜的進、出線數(shù)據會自動刷新，不再需要線路操作人員反復到現(xiàn)場核對數(shù)據。

 

 4、安全操作模式

 

（1）控制器增加了開關柜絕緣氣體SF6氣壓電子檢測和控制器自動欠壓閉鎖功能。人工現(xiàn)場進行分合閘操作時首先要看一下柜體SF6 氣壓表，氣壓不在安全范圍內禁止操作的。環(huán)網柜改造就增加了機械和電子連鎖裝置，使人機交互操作更加安全可靠。

（2）新增的電子檢測和閉鎖功能，遠方調度也能夠像在現(xiàn)場一樣的操作，如果判斷不準發(fā)出了分合閘命令，現(xiàn)場的控制器也能夠自動對開關柜進行保護，不會因為失誤操作引起更大的事故。

 

 5、主要安全擴展功能

 

開關柜分合閘操作主要10項功能。

（1）箱門被打開提示報警；

（2）PT外電電源檢測；

（3）柜體氣壓過低檢測報警；

（4）后備電源的蓄電池電壓欠壓檢測閉鎖；

（5）故障禁止操作自動閉鎖保護；

（6）遠方、本地信息按回路轉換；

（7）分、合閘電流潮流方向的同向檢測；

（8）接地刀檢測；在接地刀沒有分開時，要閉鎖上級合閘；

（9）相過流故障檢測、接地故障檢測

（10）斷線/缺相、三相不平衡、相序自動檢測。

 

五、智能電網成套設備

 

    提高配電一二次設備的標準化、集成化水平，提升成套配電設備的定制生產和運行水平、提高設備的運維質量與效率。

1、集成一體化制造

 

（1）優(yōu)化了箱體結構。采取前后開門增高頂板等新結構、新工藝。解決設備安裝和檢修的問題。

（2）是解決現(xiàn)場PT電壓互感器取電,解決了大功率長時間連續(xù)供電的問題。

（3）是解決電壓采集。

用新型的電容式復合傳感器技術實現(xiàn)了電纜的電壓信息采集，智能裝置還能夠根據電壓的運行功率判斷出電流的方向。解決了電力線路的檢測信息的不完整技術難題。

 （4）解決高精度電流采集質量問題。解決了電功率和故障方向判斷的技術問題，運用采集到電流信息，推算出電流的功率角，為電網穩(wěn)定的環(huán)網線路運行提供了大量的基礎數(shù)據信息。

（5）解決智能終端裝置在施工安裝困難的問題。原來施工方法是現(xiàn)場零件組裝，受戶外天氣影響和工作場地的限制，給施工帶來諸多難題。經過我們的對施工流程的優(yōu)化后，90%的改裝工作量放在了后臺進行，把所需的各種元器件都進行提前預置，這樣做極大方便了現(xiàn)場施工，也明顯提升了改裝設備的質量。

（6）是解決電操驅動電路安裝問題：電動機控制分合閘的機械傳動部分是整個智能開關柜的核心部分，如何能準確驅動電機的轉動影響著整個開關柜的安全。我們在電動操作機構上有了創(chuàng)新的技術突破，不僅能夠用Z可靠的電路進行控制，而且做到了無差錯安全控制，提高了操作的安全性。

 

2、 技術標準

 

環(huán)網柜的一二次融合解決一二次設備的組合、裝置性更換及工廠化維修問題，以總裝廠為主導統(tǒng)一協(xié)調技術標準。

（1）解決了一、二次設備接口尺寸不匹配，兼容性、擴展性、互換性差等問題

（2）調解一、二次設備廠家產品質量責任糾紛。

 

3、故障檢測與保護功能

 

（1）過流保護功能檢測    

   具有過電流保護功能，可對電流保護動作時限、相間電流定值進行設定。Z少分兩段進行故障判斷，每一段的動作電流和跳閘延時均可以設定。

（2）零序保護功能檢測 

   可檢測零序電流，具有零序電流保護功能，動作電流和跳閘延時均可以設定。

（3）電壓保護功能檢測 

   可檢測零序電壓，具有零序電壓保護功能，動作電壓和告警時間均可以設定。

（4）重合閘保護檢測  

   可設置兩次自動重合閘功能，可根據需要設定重合閘次數(shù)以及每次重合閘延時時限。

（5）重合閘閉鎖檢測  

  具有閉鎖二次重合閘功能，可設定閉鎖二次重合閘時限。一次重合閘后在設定時間（可整定）之內檢測到故障電流，則閉鎖二次重合閘。

 

4、智能環(huán)網柜核心控制器

  

　  配網自動化建設需要大量的智能設備，智能設備的使用和制造離不開人，同時又是為了“解放”人，把操作人員從重復的繁重的勞動過程中解脫，用先進的控制技術提高勞動效率。

   

（1）安全控制器

智能化環(huán)網柜分合閘安全控制的核心單元。

 

   按照預定順序改變主電路或控制電路的接線和改變電路中電阻值來控制電動機的啟動、調速、制動和反向的主令裝置。

 

2、安全控制器

 

（1）控制器需要接收和識別上級命令：控制中心的程序可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設備控制器應能接收并識別這些命令?？刂破鞑粩嘞蛟O備各種傳感器發(fā)送電子查詢，并且向上級回復執(zhí)行結果。

（2）控制器就是控制部件，而外圍設備相對控制器來說就是執(zhí)行部件?？刂撇考c執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過控制線。

（3）控制部件通過控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令?？刂撇考c執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息。執(zhí)行部件通過反饋線向控制部件反映操作情況，以便使得控制部件根據執(zhí)行部件的狀態(tài)來下達新的動作命令，也叫做“狀態(tài)測試”。

（4）控制器根據每個驅動電動機的功能分為：單向控制器和雙向控制器。

控制器還需要配備電機恒流控制技術：電機啟動扭轉電流和動態(tài)運行電流匹配一致，提高電機的啟動轉矩均衡，在機械齒輪故障扭矩增大情況下能對電機和整體設備做安全保護。

所以控制器要具備電流控制元件的合適選擇，能夠適用于任何一款電機，并且具有相當安全的控制效果，不再需要匹配提高了電動車控制器的普遍適應性，使電動車電機和控制器，不再需要現(xiàn)場的設備匹配，方便安裝和使用。

（5）控制器只要自動檢測與之相關的接口狀態(tài)，如外部開關信號等等，一旦出現(xiàn)故障，控制器自動實施保護，充分保證設備的安全，當故障排除后控制器的保護狀態(tài)會自動恢復。

（6）控制器要具備自動/手動操作功能一體化，根據不同的使用環(huán)境進行靈活配置。自動轉換開關控制器是一種智能雙功能切換系統(tǒng)?？刂破鞯碾姎饴?lián)鎖配合機械聯(lián)鎖，確?？刂破鲄?shù)的自動調整。

 

5、控制器主要功能

 

（1）首先將控制器的本地/遠程開關搬到本地位置上。

（2）可以用搬桿/按鈕的進行分合閘操作。

（3）人工分閘后，如果電纜上沒有帶電，控制器處在解鎖位置。

（4）本回路仍然可以進行搬桿/按鈕的分合閘操作及接地刀操作。

（5）合上接地刀后打開前蓋，可檢修電纜。

（6）如果分閘后電纜頭上仍帶電，控制器上閉鎖開關會自動鎖定。

（7）閉鎖鍵鎖定后，不能再進行電動分合和接地操作。仍可手工搬桿分合閘操作。

（8）本間隔的接地刀合不上，前蓋鎖住不能被打開。

（9）設備檢修完畢，將控制器的閉鎖按鈕搬回到解鎖位置。

（10）這是就可以進行搬桿/按鈕的分合閘操作。

（11）將控制器的本地遠程開關搬回到遠程。進入系統(tǒng)遠控程序。

 

6、開關/斷路器主要部件

 

（1）閉合（close合閘）：動觸點由速動操作機構控制，對于負荷開關，除控制動觸頭運動外，無儲能功能。 對于斷路器和組合式熔斷器負荷開關，當觸頭閉合同時，操作機構能同時進行貯能?！?nbsp;
 （2）斷開(open分閘)：開關斷開由同一速動操作機構的方向動作實現(xiàn)。斷路器和組合式熔斷器負荷開關的分斷由：按鈕操作或故障跳閘實現(xiàn)?！?nbsp;
 （3）接地：特殊設計的操作手柄插入操作孔閉合或打開接地觸頭，供手柄插入的孔洞被擋片鎖住，當開關處于 分閘位置時，手柄孔打開；當開關處于閉合位置時，手柄孔被鎖住。接地開關與間隔前蓋實現(xiàn)聯(lián)鎖，只有在接地開關合閘時才能打開間隔前蓋。

（4）開關裝置狀態(tài)指示器：直接安裝在操作軸的動觸頭上，開關裝置的狀態(tài)可由指示器可靠指示?！?br />  （5）操作手柄：操作手柄為防止往復操作設計，可以防止負荷開關或者接地開關合閘后馬上被再次打開。 
 （6）加鎖裝置：可以加1，2或3把掛鎖，防止誤操作，用于閉鎖開關或斷路器操作軸接地開關操作軸分閘按鈕
 （7）接地開關閉合位置指示：位于裝置的上部，當接地開關閉合時，通過透明罩可以看到接地開關的狀態(tài)?！?nbsp;
 （8）金屬箱體由不銹鋼材料制成的密封箱體，符合IP67防護等級。安裝在各個功能單元上，作內部電纜帶電指示。