分析电力开关柜的智能控制器应用现状及设计要点吴军

分析电力开关柜的智能控制器应用现状及设计要点吴军

吴军刘鹏杨世凯仇学礼康君

（国网阜阳供电公司安徽阜阳市236000）

摘要：电力开关柜的智能控制器在电力系统中发挥着重要的作用，促进电力系统可靠性、安全性、经济性的提高。随着技术人员研究的不断深入以及各项技术融合性的不断加深，电力开关柜的智能控制器必将向着功能更强、系统更完善、操作更简单、应用更灵活等方向发展，为电力系统的进一步发展、电力企业经济效益进一步提高奠定坚实的基础。

关键词：电力系统；电力开关柜；智能控制器；设计与应用

1电力开关柜的智能控制器简述

电力开关柜的智能控制器，是采用智能化技术，如计算机技术、电力电子（通讯）技术、数据处理技术等对电力开关柜的控制器进行改进，从而优化控制器的性能，使其达到自动化、智能化调控的目的，同时提高控制器运行的可靠性、安全性与经济性。

通常，电力开关柜的智能控制器主要是由中心检测处理模块、LED显示模块、保护模块、功能模块等部分组成。它通过对电力系统中电流、电压等信号的监测以及对相关数据信号的处理、传递等，达到系统自动化调控、故障保护等目的。对比传统的电力开关柜控制器，它具有如下优势：（1）由于计算机技术、数字技术等先进技术的应用，电力开关柜的智能控制器内部电路以集成电路为主，并将计量、保护、控制、记录等功能集于一体，并通过数字信号将通讯信息传递，实现功能集成化、数字化；（2）技术人员事先编制好相关调控程序，并通过计算机等相关软件的智能化功能，设置智能化功能单元进行过电流的保护，并与环网中保护模块进行动态配合，以实现对电力系统的智能化调控，从而达到在发生故障时起到应急调控与保护作用的目的；（3）电力开关柜的智能控制器的体积大幅度减小，在保证智能化功能的基础上呈现小型化体积模式，同时，控制器的结构以模块为表现形式，所以其功能（监测、保护、自检等）的发挥更加可靠、安全，促使电力开关柜的智能控制器的形式向着标准化，系统向着网络化、分散化等方向发展，促进电力系统运行经济效益的提升。

2电力开关柜的智能控制器的设计原理

电力开关柜的智能控制器是电力系统断路器上的保护装置，也是核心的控制装置，所以，技术人员需要全面考虑电力开关柜的智能控制器的智能化调控、保护等功能，对以上两个方面进行优化设计，从而实现电力开关柜的智能控制器的自动监测、智能操作、主动保护等功能。

1）对电力开关柜的智能控制器自动监测功能的设计，需要利用传感器的灵敏性，对系统的电流、电压等信号参数的变化进行有效感应，并通过设定好的程序，在以上信号参数的变化超出标准范围时候，尤其是对各个环节的特征信号，进行有效的监测与反馈，正确判定自身系统是否在安全性、可靠性状态下运行。图1是自动监测单元结构设计的原理。

2）对电力开关柜的智能控制器智能操作功能的设计是依托计算机技术、数据处理技术等，主要通过相关软件对信息数据进行接收与处理，从而有目的地选择相关操作过程，促使电力开关柜的智能控制器对自身运行状态进行智能化判断，并作出相应的操作。

3分析电力开关柜的智能控制器应用现状

3.1分析自动检测作用的发挥

对于智能控制器在开关柜中的使用，其显著的功能就是对电力系统进行监测，业内人士都清楚，电路器是电力系统中一个非常重要的元件，如果该元件内部出现故障，在很大程度上就会导致供电质量的下降，实际供电效率的下降等，针对这一情况，技术人员的仔细分析，可以在断路器中安装智能控制器，在实际运行过程中，该智能控制器可以对断路器的流经电流大小、磁场结构、触头磨损量、开关次数等进行准确监测，收集这些方面的数据信息，准确对断路器的使用寿命，当前的运行情况等进行综合判断，保证电力系统和断路器安全有效的运行。

在数据监测过程中，不仅可以对电流和电压等进行数据监测，还可以对电容数据进行搜集，如果系统运行过程中，电容出现问题，数据发生严重的变化，断路器就不能正常工作，直接会对整个电力系统的供电质量造成影响，针对这一情况，要合理的使用电力开关柜的智能控制器，有效监测合闸电容和分闸电容，在此基础上，还要及时进行处理，保证断路器正常的工作。

通过对电力开关柜进行智能化的控制，还能对系统自身的运行情况进行监测，例如当监测中某个构件出现故障或异常时，在控制器中的智能自检模块就会发生很好的作用，可以有效检测与之对应的芯片与通信回路等，进而及时将故障位置确定，为后期技术人员的维修提供了宝贵的时间。

3.2分析智能控制器的智能操作作用

对于控制器而言，其基本的作用就是操作功能，利用对模块的控制，以及相关的自动监测模块，都可以完成其只能操作作用的发挥，在自动监测模块中，其能够很好对电容水平、合闸电压、断路电路等进行监控，如果发现存在异常情况，监测系统就会发出警报，而在控制器中心检测处理模块中，就会发出对应的操作命令，从而直接进行智能化的控制。例如在实际使用中，结合实际情况，可以对断路器同步关合次数等进行调整，保证其准确性和同步性，这样就可以很好的降低系统出现空载情况的概率，最终保证电力系统和断路器安全稳定的运行，延长各个元件的使用寿命，发现问题及时报警，为维修人员赢得时间，避免问题进一步扩大化。

4分析电力开关柜的智能控制器设计要点

4.1对智能控制器的设计原理进行分析

对于在电力开关柜中的智能控制器而言，属于其保护装置，可以有效对电力系统断路器进行保护，与此同时，该装置也是其技术核心，因此在实际应用中，相关技术人员必须综合对智能控制器进行考虑，掌握其保护和调控功能，除此之外，在设计过程中，应该技术引入当下的先进技术，优化系统设计，提高其实用性，最终实现电力开关柜的智能控制器的自动监测、智能操作、主动保护等功能。在设计的过程中，必须保证这些设计功能和设计原则，否则满足不了市场需求。

4.2分析设计自动检测的技术

在对这方面进行设计时，要考虑到传感器的灵敏性，在使用过程中，该元件能很好的监测电压信号参数、电流信号参数等，在应用中事先要设置好程序，合理设置上限数值，如果信号参数发生的变化超过标准范围时，尤其是在不同环节中的特征信号时，可以有效对其进行监测和反馈，对系统自身情况有一个合理的判断，保证系统运行的安全性和可靠性。

在设计过程中，还应该对智能操作单元进行设计，保证各个结构设计的合理性，主要依靠数据处理技术，以及计算机技术，然后再利用开发的软件，有效接收信息数据，并对这些数据进行处理和分析，对相关元件进行控制，有目的的进行控制操作，促使电力开关柜的智能控制器对自身运行状态进行智能化判断。

在很多开关柜智能控制其设计中，还使用单片机和CPU等元件，导致控制器成本较高，而且内部线路设计较为复杂，针对这一情况，在设计过程中，引入了专用集成电路，同时改进设备的抗干扰性，除此之外，在研发过程中，计算机技术也很重要，加强对网络控制软件的开发，有效提高控制器硬件质量的同时，加强对网络软件的开发和研究，对接口进行优化，简化整体的设计情况，大量缩减了电路复杂度，优化了整个设计流程，降低了发生故障的概率。

总结

通过以上对电力开关柜的智能控制器应用现状及设计要点的分析，发现其作用非常重要，可以对各个系统运行情况进行监测，收集相关数据，保证其正常运行，但是还存在一定问题，例如线路较多，连接容易出现问题，元件成本较高，不利于长期发展，因此在以后的设计和开发中，要积极采取措施进行解决，对其设计与应用方法等的创新。

参考文献

[1]周永耀，梁汉泉，曾永浩.浅析电力开关柜的智能控制器设计与应用[J].工程建设与设计，2013（1）：113-115.