《电力发展“十三五”设计》提出制作智能电网，促进智能互联，全面行进电力体系的智能化水平。智能电网制作通过近几年的发展，越来越多的智能化电力设备投运到供电体系中，配电体系的电气设备智能控制技能得到较快的发展。

1、智能环网柜

智能环网柜是将信息技能交融到传统控制器中，以数字化信息的获取、处理、运用和传递为基础，在敞开和互联的信息办法基础上，进一步行进电器的功用方针以及本身的可靠性和安全性，一同为智能电网的工作控制供应更加完善和丰富的数字化信息，以行进体系的整体功用。

 

2、智能环网柜上、中、下三层结构设计

（1）结束柜体的一次和二次部分的一体化,结束即插即用的办法。

（2）依据环网柜在线路中地点的方位，差异不同的功用。

（3）必须与先进控制技能结合结束信息沟通的精确性。

（4）集缺陷判别、长途操作、安全控制于一体。

  

一、智能设备根本特征

1、智能硬件及嵌入软件

智能设备一般具有更杂乱的硬件结构，包含传感器、微处理器、数据存储、控制和嵌入式操作体系。大多数智能设备都衔接到互联网，但并非全部连网设备都是智能的。

智能设备是智能控制体系首要的组成部分，智能配电体系首要的智能设备除了CPU屏、嵌入操作控制体系、智能外表、智能监控设备、智能闪现设备等；而配电体系运用最多的智能设备是智能外表。

智能外表带有一路或许多路通讯端口，通过通讯口与CPU操作体系衔接，长途读取外表内电流值、电压值、无功功率、有功功率、有功电度、无功电度、功率因数、电网频率以及接入外表开关量输入模块的断路器工作状况等相关参数信息；一同现场终端外表也可通过通讯网络控制外表继电器输出的闭合与断开来控制断路器的合分闸。

 

智能环网成套设备的先进传感器元件运用。

1）集成化单一的状况监测功用外表被概括控制设备替代。

2）网络化开关设备具有总线标准的状况监测和确诊接口，支撑长途功用调用。

3）模块化智能开关设备状况监测、确诊和控制所需求的各个功用逐渐模块化，标准化，具有高度的可互换性和可装备性。

4）智能确诊开关设备将具有必定程度的嵌入式确诊和报警才调。

5）将能够结束设备全生命周期数据的处理。

6）具有更多状况监测功用，例如柜体气压、接口局放、电弧光、SF6泄漏等。

7）将发展出一系列的辅佐功用，如设备物料处理、设备文档处理、SOE等。

8）本地和长途接口更加丰富：USB,蓝牙,串口，网口。

9）支撑本地视频闪现和网络视频(图像)服务器功用。

10）与开关设备一次、二次更紧密结合，一同通过系列化检验，保证设备的绝缘、精度和可靠性。

 

2、通讯联网设备

“连网设备”首要是指具有实质功用的设备，该设备衔接到互联网以传输数据或被长途控制。术语泛在电力“物联网”是指用于收集和沟通数据的连网设备和体系组成的巨大网络。

 

3、智能设备能够猜想缺陷

智能化是当设备意外产生缺陷时，就修理和出产力丢掉而言，可能要支付巨大的价值。设备在机械部件上的物联网传感器能够在任何严重停机之前检测到问题，然后提早解决问题并减少丢掉。

二、智能制作发展新趋势

1、需求导向、痛点聚集将指引工业人工智能从志向走入实践

2、工业大数据将成为智能制作和工业互联网发展的中心

3、根据大数据的工业智能将带来更多服务型运用场景

4、设备状况智能处理体系将成为长途运维的新办法

5、工业区块链将服务于数据安全及分布式智能出产网络

6、协作机器人将成为工业机器人的干流发展方向

7、算法的工业智能渠道将成为运用场景的重要柱石

8、协同将成为工业智能运用产品重要技能路途

9、5G技能将引领工业网络发展

10、智化将成为制作业转型发展的突破口

 

三、新一代智能环网柜

智能装备是具有感知、剖析、推理、选择计划、控制功用的先进装备，它是先进制作技能、信息技能和智能技能的集成和深度交融，并且是智能电网制作的必不可少的要害装备。智能开关柜晋级了传统开关柜设备装备办法，以智能外表、智能断路器、智能开关维护器、重合起动器及可编程逻辑控制器（programmable logic controller, PLC）等智能器件组成的配电体系代替传统以主令器件（一般指针外表、断路器、继电器、接触器、熔断器、热继电器）组成的配电体系。 智能电网技能的根本特征是开关设备的信息化、主动化和和互动化，终究结束电力资源的优化装备。智能环网柜是智能电网设备构成中非常重要的组成部分，为了习气智能电网的需求，一同也是电力设备本身功用行进的要求，发展智能一体化开关设备成为必然趋势。

 

1、智能外表

智能外表带有不同回路数的开关量输入与继电器输出模块，运用外表的开关量输入模块，能够将断路器的合分闸信号及缺陷信号接入外表；将外表的继电器输出模块串入断路器合分闸回路，能够结束对断路器合分闸的遥控操作。

智能终端设备能够适用于10kV-20kV野外多种电力开关柜。

开关柜智能控制设备功用强大，它以“一体化“的结构布局配套于开关柜，简化了开关柜的面板设计，美化了面板布局。

具有动态数字指示、带电闪现及闭锁、及其控制状况、一次回路电压值电流值闪现、远方/就地操作、长途通讯等功用，智能设备的设备运用使传统电力开关柜进一步行进了智能化、网络化、数字化，在“互联网+”办法下结束电网工作的智能化

 

2、智能断路器

配电网线路缺陷首要是由线路过电压、过电流构成电网维护设备跳闸，供电线路停电是缺陷的体现办法。

在城市配电网推广智能环网开关柜能够在扑朔迷离的电网中，快速找到缺陷产生地址，扫除缺陷及时康复电网供电。

配电网线路缺陷时继电维护及安全主动设备活络分断线路，维护电网设备不被损坏。

过电压、过电流速断维护、单相小电流接地缺陷维护

(1)相（A、B、C）与接地（N）缺陷检测

假定配电线路中丈量的电流逾越缺陷检测的拾取电平，通过电源侧维护设备检测到无电压（死线），则当即检测缺陷并在恰当时刻后判别缺陷类型（瞬间/临时）。此刻，相与接地的拾取电平另行设置。

(2)判定缺陷方向

进行缺陷检测时，关于相及接地运用正相序及逆相序要素判定方向。

(3)抵挡浪涌

在丈量的电流值上运用时刻和倍数，假定开关的电源侧和负荷侧为活线时，丈量的电流值在浪涌时刻以内逾越缺陷检测的拾取电平，但未抵达浪涌倍数，则不进行缺陷检测的功用。此刻，相与接地的时刻和倍数另行设置。

(4)非接地配电体系的缺陷检测

中性点非接地配电体系由2条以上的支线构成时，假定产生接地事端，虽然能够依据零序电压（Vo）辨认是否产生缺陷，但由于在非接地配电体系中相同丈量到零序电压（Vo），无法辨认是哪条支撑产生了缺陷。SZLL-6160DTU终端设备能够接纳体系仿照丈量值。通过剖析上述零序电压和由零序电流互感器丈量的零序电流相位联系，能够完美地检测出接地缺陷检测区域。

(5)维护帮忙

假定配电线路中产生缺陷，则与电源侧维护设备协作，假定因电源侧维护设备的堵截而检测到无电压（死线），则发动设备的维护功用；用设备算法给出定位缺陷导致的停电区域。

(6)瞬间电流变化检测

丈量的电流值未逾越缺陷检查电平，但与以前丈量的电流值比较，假定比瞬间电流变化检测的设置电平（％）高出许多则进行检测的功用。

 

3、主动线路缺陷检测

电网智能开关设备;是具有感知线路缺陷、剖析缺陷原因、本地做出选择计划、控制开关分合功用的先进电子化装备。

供电线路缺陷按性质分：大部分归于瞬时缺陷,小电流接地体系的单相接地缺陷大约占到总缺陷率的70%左右。所以判别线路的缺陷性质，对维护供电设备行进供电安全可靠性至关重要。

瞬时缺陷与永久缺陷的电气形状不一样，能够依据缺陷的电气参数差异瞬时缺陷和永久缺陷。

缺陷指示器(缺陷信息FI )（FaultInformation）

设备能够依据收集的电流大小及设置的定值，判别缺陷电流（单相、相间、接地），据此得出缺陷信息，并把这些缺陷量送往配电网控制中心，为缺陷剖析、判别和负荷转移供应依据，并协作配电控制中心，进行缺陷阻隔和非缺陷区段的供电。缺陷信号能以遥信办法快速闭锁设备，以缺陷指示灯点亮报警。然后永久保存在DTU 设备内，通过随机处理软件随时现场读取。

（1）缺陷信息用于指示缺陷区段，特其他逻辑能够判别出是瞬时缺陷仍是永久缺陷，缺陷指示器便是用信号灯直观快速标明线路缺陷的类型，是缺陷信息的可视化标明。

（2）产生瞬时缺陷时，按康复按钮缺陷指示器信号清除。产生永久缺陷时，按康复按钮也无法清除缺陷信号。

（3）缺陷信息包含开端时刻、缺陷电流大小、结束时刻、过流的次数以及缺陷是瞬时的仍是永久的。

（4）缺陷信息指示器能够检测缺陷产生在上级，然后给出正确的缺陷信息。

（5）检测缺陷的回路有检测电压、电流的办法和只检测电流的办法。

4、环网逻辑控制

（1）主动核相及相位检测

在回路配网供电体系中会呈现回路切换倒闸动作，对相同步检测很有必要，当同步检测失利(相角不一致)体系主动闭锁阻止倒闸操作。终端的检测功用用于电源与负荷间的同步检测。在径向体系中同步失利不是什么问题。当开关断开时，负荷侧断电。所以同步检测是不必要的。但是在回路体系中同步检测必须在闭锁开关行进行。假定电源侧与负荷侧的电压相量有很大的差，许多的循环电流能够流经线路。设置规模为00-80[度]每步10[度]。默认值为30[度]。

当电源侧电压(Va)和负荷侧电压(Vr)相差高于预设值时，此指示灯变亮。合闸控制前，与同期失利信息和断线确诊连锁。假定是同期失利，合闸控制指令被阻止。

（2）跨线转供电

10KV 线路转供电是指改动供电方向，把用户的供电线路改动，从其他的线路或变电站供电。在进行转供电的时分假定电源是径向的（也便是同方向的）能够直接操作。操作次第是先断开线路，用户短时刻停电也便是负荷侧断电，然后合上电源康复供电。

智能环网柜能够结束线路的不停电转供电（带电转供电）。假定进行相向电源合闸（双侧线路带电）时，必定要检测双侧线路的电压降在正常规模（10%）以内，电源侧与负荷侧的电压降有很大的差额，许多的循环电流能够流经线路，对冲电流构成浪涌冲击双侧线路设备。由于电源来自不同的线路，相序检测也很有不要，合闸必定要在智能环网柜闭锁操作之行进行，不然操作会被体系主动阻止。相同道理在环网工作办法下，同步检测是随时检测的，在回路体系操作也必须在闭锁开关进行前才调施行操作。

相序的判别依据旋转矢量角的旋转方向招认三相沟通电的相序。旋转矢量角的旋转方向通过收集三相实时电压/电流信号，求取电压/电流旋转矢量的相角差，核算必定时刻间隔之间的旋转矢量相角差，依据所核算的旋转矢量相角差的符号招认旋转矢量角的旋转方向，旋转矢量角的旋转方向可通过核算在一个市电周期之间的旋转矢量相角差招认，旋转矢量角可依据反三角函数核算，其地点象限值由坐标转换后的两相值的极性判别，相角差经滤波处理或求平均值后能够得到精确安稳的数据，智能化开关柜设备要求适用性强，数据收集精度高剖析判定成果精确。

 

四、智能环网成套设备标准化

智能环网柜整体设计要求根据世界标准和国家颁布的有关标准，坚持一致 技能标准、设计参数标准化的准则，为未来业务发展及设备技能水平的行进奠定出色的基础。

 

1、智能环网柜的根本功用

智能环网柜根本功用首要包含三个方面：

（1）结束环网转供电线路电压电流方向的感知。

（2）结束开关分合闸安全逻辑控制，对各触点方位状况监测和招认;

（3）快速发现和处理电网缺陷。

 

2、智能电网智能环网成套设备发展趋势

（1）智能环网成套设备要具有通用性、免维护、智能化、小型化、操作便当、外观精巧、低成本金属关闭开关将向着高可靠性的方向发展。所以，开发新一代智能环网柜应该全工况、免维护、高可靠性、小型化的负荷开关以及环网柜，这样做可结束配电主动化，是环网柜发展的重要方向。

（2）配电网测控维护技能将向广域信息、自习气、可逻辑重组、支撑动态在整定的方向发展，以习气多元化电源和活络供、配电的要求。各种维护、控制技能将进一步与配电一次设备相互浸透、交融，发展为一体化智能设备。智能终端设备：人工智能突破了空间的信息沟通捆绑，而将核算机网络/互联网技能运用到智能化现场终端范畴。完全代替了传统上人工现场操作办法，完全把人工操作的设备技能晋级为智能化控制设备。

 

3、智能环网柜的首要运用

（1）缺陷判别、报警（大电流体系办法下）

（2）缺陷切除、阻隔（小电流接地办法下）

（3）主动跨线（跨网）合环转供电、结束长途分合闸（合环转供电）操作

（4）各种线路缺陷在线仿照检验、

（5）设备工作状况自检流程

 

4、整机调试流程

施行10KV 馈线主动化能够在配网主动化体系里一起结束，结束馈线主动化（主动判别缺陷—阻隔缺陷）首要有三种办法：

（1）多断路器组合通过各断路器次第协作阻隔缺陷，这种办法常被称为过电流判别法。

（2）10KV 线路上设备多台分段开关，当缺陷时断路器跳闸构成线路失压，线路上全部的分段开关全部主动分闸，通过逐渐来电合闸的办法，阻隔缺陷区域。这种办法称为电压法。

（3）选用智能环网柜的缺陷判别功用，直接把缺陷线路的开关分闸，结束一次定位一次切除缺陷。这种办法便是结合了电压法和电流法的特色，用智能的办法进行核算判别，所以智能环网柜的缺陷阻隔功率最高。

 

 

5、10kV-20kV 智能环网柜制作施工计划

（1）开关柜智能控制设备DTU 二次设备（嵌入式智能终端）是开关柜主动化成套设备的中心部件。其间电子控制器是针对当时中压体系开关柜研制开发的一种新式、多功用、电控制制安排。

（2）智能化数字化动态指示的现场终端信息收集DTU设备。对传统装备进行信息化技能晋级改造，便是要把集成了工业主动化技能的嵌入式智能控制单元，通过添加元器件的技能改装，使开关设备的电气功用得到行进，能够无缺的结束配网主动化，系列配套产品供应了可靠的配网主动化设备设计改造的解决计划。

(3)、设备的兼容性是要害，电子控制器要能够安全的控制各种类型的开关设备。

(4)、开关柜要从手动操作晋级改构成远动操作，首要便是加装电动机驱动结构，把人工用搬杆操作转化化为按钮操作。