高低压成套开关设备智能化控制系统的设计及应用任杰

高低压成套开关设备智能化控制系统的设计及应用任杰

任杰

四川省南充市南部县小元乡农业中心637381

摘要：社会经济的快速发展，科技水平不断提升，高低压成套开关设备的智能化控制水平也不断提升，但是其智能化系统的设计中还存在着某些不足，需进一步进行优化。本文针对高低压成套开关设备的发展现状进行了分析，指出高压开关柜的测温特点，再说明了光纤测温这种新技术的优势，最后对基于光纤测温技术的高压开关柜智能监测系统进行了讲解。

关键词：高低压成套开关设备；智能化控制系统；设计

高低压成套开关设备主要是为了更好的实现对电路的各项功能，在对电路实现控制的同时，可以转换和保护电路。而传统的非接触式测温技术已经难以满足当前对高低压成套开关设备的要求了，难以达到智能化控制系统的基本性能和设计要求，虽然也在不断进行改进但在解决了部分问题的基础上还是难以满足所有需求，特别是和国外的先进产品相比较。为了能在更大范围内应用高低压成套开关系统，更好的满足电气设备的运行需求，还需在之前的基础上对其智能化控制系统进行优化。

1.高低压成套开关设备的发展现状和智能化趋势

众所周知，高低压成套开关设备在电力的输配电系统中发挥着控制、保护、信号传输和数据转换等作用，对电力的输配电系统的正常运行具有重要作用。此外，由于两者紧密的关联性，高低压成套开关设备的智能化系统所运用的技术的优劣、各项指标的质量的好坏都会影响到整个电力系统的运行和工作质量，更为严重的是会影响到管理输配电系统的工作人员、具体操作人员的安全，对电力设备本身的安全也会产生影响。而随着国内的科学技术的不断发展，对电力输送的要求也更高，对高低压成套开关设备的要求也随之变化吧，所以高低压成套开关设备系统的智能化发展成为其变革的方向和发展趋势。

国内对高低压成套开关设备中存在的问题进行了研究，并有针对性的采取了相关的措施，对高低压成套开关设备的智能化控制系统进行了优化设计，对其测温装置也进行了改进，在不断提升高低压成套开关设备的智能化水平，但是其中的许多核心技术难题还没有解决。包括了国内沿用的非接触式红外测温技术、无线测温技术与国外的先进技术之间的差距，难以满足智能化发展的全部要求。

2.高低压成套开关设备智能化的重要性

主要表现在两个方面，一方面是这种技术的发展对电力运输系统所具有的积极意义。高低压成套开关设备的各项技术的提升是有利于电力输配系统的正常工作的。另一方面是我国发展的需求。近年来，我国经济的飞速发展是离不开电力能源的支持的，所以电力输配系统的良好运行对国家发展具有的积极意义要求高低压成套开关设备的技术不断实现创新，满足多元智能化的发展。

3.高压开关柜在线测温的特点

3.1主要特点

高低压成套设备的系统中测温装置是核心，而开关柜作为电力输配电系统中的重要设备，在各种工作环境中工作时，温度的变化对其内部的各种电气元件的运行状态和工作性能会产生很大的影响，所以为了更好的对输配电系统进行保护和控制，高低压成套开关设备就需要对开关柜中的温度进行控制，保证开关柜的功能的发挥，而在这其中，测温装置的技术先进性程度就显得很重要了。

10KV高压开关柜的在线测温和控制系统中采用的较多为非接触式测温技术，但是这种技术与现今对高低压成套开关设备的控制系统的发展要求已经无法满足了，对其智能化、自动化的发展趋势没有任何帮助作用，并且在故障预警和在线监测、数据的集成等方面都难以满足要求。目前国内常用的高压开关柜主要有XGN、KYN和SF6几种类型，其内部所包含的电缆头、隔离开关等电气元部件是整个系统安全运行的基础，所以测温装置要对这些内部元部件进行重点关注。而内部的这些元部件在受潮或有积污等情况下就容易造成电线短路，所以当前使用的非接触式的测温装置难以实现对各种信号和数据的实时传输，需要进行变革。

3.2测温装置的设计要求

新的测温装置的设计需要满足以下要求①高压开关柜内的所有电气元件需要进行高压绝缘处理，保证高压开关柜在线测温装置能处在一个功能作用完全发挥的的状态中。②新的测温装置的安装需要适合旧的电气元件，保证能够在恶劣的环境中正常工作。

4.光纤测温技术的优势

光纤测温是当前比较先进的一种测温方法，与红外线测温、无线测温法使用的广泛范围相比，出现的时间较晚，应用的范围也更窄，但光纤测温这种新兴的测温技术综合了红外线测温和无线测温的方式。其分散式的测温装置可以直接装设在每一个测温点，在最大程度上实现了全方位的监测，并且通过无线传播的方式避开了高压环境下产生的隔绝和绝缘，实现实时监测和传递信息，基本弥补了10KV的高压环境中在以往使用的非接触式测温技术的弊端。此外，光纤测温装置对高压开关柜中的全部电气元部件都进行近距离的温度监测，可以在最大程度上保证真实性和时效性。并且在对抗电磁干扰、防腐蚀等方面拥有较高的性能，即使是在恶劣的环境中依然可以保证正常工作。

5.高压开关柜光纤温度智能监测控制系统

在对高压开关柜的光纤测温装置进行设计时，充分的考虑了实时监测、故障诊断、安全可靠等多方面的要求，所以高压开关柜的光纤温度智能监测控制系统包括了感知层、传输层、数据层和应用层等多个层次。在感知层中主要包括了温度传感器、电流传感器、电压传感器等，有这些感应器来进行感知然后再进行后续步骤。传输层，主要分为服务器端口和开关柜的端口，包括数据采集服务器和传感网络等，主要是进行信息的传输的。数据层主要包括了现场状态数据柜和故障知识库等，进行数据的采集和分析、保存。最后是应用层，包括了开关柜的故障诊断预警和远程监测等，为整个智能监测控制系统提供开关柜的信息。高压开关柜在发电站、变电站中是最为重要的电气设备之一，其智能监测控制系统对各测温点的数据信息进行显示、进行诊断、进行报警等都有其固定的流程，可以比较全面的处理好高压开关柜中的问题。

6.结语

高低压成套开关设备的智能化控制系统虽然在国内还处于起步阶段，但随着真空绝缘技术的发展、新的光纤测温技术的应用等，其智能化控制系统也在不断发展----趋向成熟中，相信在未来随着技术的发展，该技术一定能更加完善，更加广泛的应用于工业生产领域，促进我国经济的发展。

参考文献

[1]姚光,方锦.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计及应用[J].自动化应用,2016(07):95-96.

[2]陈秋佳.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析[J].科技资讯,2018,16(04):67+69.

[3]李梅,钟厚龙.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用分析[J].江西建材,2017(24):215.