引言

隨著配電網絡整體負荷壓力的小斷加大，傳統環網柜已無法滿足越來越復雜的系統需求。設備智能化是配電網絡優化的必然發展方向，環網柜作為配電網絡的關鍵性設備，對其系統設計進行優化，在基礎性功能上添加更多智能化操作功能，是推動整體配網性能優化的重要保證。

1 智能化環網柜的功能優勢

1.1 技術指標達標且系統結構良好

經過嚴格的質量檢驗測試，該智能化環網柜完全符合相應的技術指標，基本性能完備，且環境適應性強，絕緣性能、信息傳輸性能突出。從電動操作、智能控制模塊及環網柜本體絕緣監測、環網柜無源電磁閉鎖裝置等組成配置性能來看，該環網柜同樣達到最高技術標準，能作為環網柜設備投入使用。同時，從系統結構來看，該環網柜智能化、集成式裝置實現了配網系統開關站集中式監控，且插箱式結構有效節約了裝置空問，緊湊的結構呈現了裝置的精巧。

1.2 立體化功能優勢更趨于智能化

從智能化環網柜的整體功能性來看，相較于傳統式的環網柜，其小僅滿足對系統故障的監測，還能針對故障采取相應的斷開處理。智能化環網柜的智能化優勢體現在對故障的判斷快速而準確，能實現故障的有效隔離;在電源方面實現了自我供給，保障了電源的穩定性和長期性;在系統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 監測系統總體架構分析

如圖1所示，基于SAW傳感器的無源無線測溫系統由監測管理主站及軟件、溫度監測集中器(測溫網關)、溫度采集器、SAW溫度傳感器等部分構成。系統的工作原理是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。同一區域(如一個變電站)內的多個環網柜通過采集器之問組成CAN總線網絡或RS485組網進行數據的本地傳輸，再由測溫網關統一進行本區域內所有環網柜溫度監控信息的采集、存儲和管理。測溫網關可以通過以太網,GPRS或者RS485按照指定的標準規約傳入監控中心，實現遠程在線溫度監測、分析以及預警。

3 智能化環網柜的系統設計與實現

3.1 智能化環網柜的整體結構設計

智能化環網柜的整體結構設計包括整體系統的各組成模塊，除了為環網柜提供電源的超級電容，還有包括環網柜智能控制模塊和環網柜電源自供操作系統的智能化操作模塊，應用于臭氧監測的臭氧絕緣監測儀，它們配合環網柜無源電磁閉鎖裝置形成完善的環網柜系統。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各模塊的智能化創新。智能化環網柜整體結構設計如圖1所示。

3.2 智能化環網柜的控制模塊設計

作為智能化環網柜運行的重點，控制模塊的設計需要首先實現遠程網絡通信功能，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，通過網絡通信功能實現智能控制模塊與數據采集和監控系統、配電自動化主站及配電自動化二級主站之問的即時通信。智能化環網柜通過精準的遙信算法來實現遙信功能，能準確感知并及時消除智能控制模塊中出現的遙信抖動和遙信誤動，有效記錄系統狀態。遙信功能中定時器的狀態采樣能規律性地對所采集的DI狀態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狀態均保存到遙信狀態表中，根據遙信得出準確的遙信發生時刻，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進行采樣數據輸出，采樣過程中分別完成功率、電壓和零序計算。

遙控功能實現了環網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。智能化環網柜實現了對故障類型的檢測，通過對比系統電流、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 智能化環網柜的電源自供操作系統設計

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

3.4 智能化環網柜的臭氧絕緣監測儀設計

基于高壓放電產生臭氧的原理，智能化環網柜利用臭氧絕緣監測儀來實現設備缺陷和故障判斷，通過對環網柜內部臭氧濃度值的監測來判別設備出現的故障及故障嚴重程度。臭氧絕緣監測儀能對環網柜內部早期放電現象進行監測，并將監測結果進行記錄和傳輸，由運行操作人員對監測數據進行收集判斷。該臭氧絕緣監測儀共有6個通道，能對環網柜內部臭氧濃度值進行準確監測和顯示，當監測數據達到相應的指標時，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。

結語

智能化環網柜的設計和應用是現代配網系統的重要追求，為整體配電網絡的智能化提供了保障，為配網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勢，確保實際性能達標，尤其在環境條件和絕緣性能、傳輸規約等方面，要符合相應的檢測標準，保證整體系統的有效性。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，才能為智能化環網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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