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0 前言

在电力传输系统中，发电厂和变电站的高压开关设备起着关键作用。 随着电网设备技术的发展，高压开关柜也得到广泛应用。 为了更合理地对高压开关柜进行监控，保证开关柜智能、安全、可靠运行，开发了高压柜智能控制装置，并将其应用于高压开关柜的监控。 智能控制装置采用集成电路设计，具有先进的处理单元和数字传感器技术。 不仅可以在本地实时监控高压开关柜的运行状态，还可以通过先进的网络技术将数据上传到监控系统，有利于系统的运行。 分析开关柜各项数据的变化趋势，及时发现潜在故障，实现变配电网络的智能化发展。

1 传统高压开关柜在控制上的不足

1.1 二级组件功能单一，安装麻烦

高压开关柜一般设有模拟指示牌、断路器分合闸指示灯、手车工作/试验位置指示灯、储能指示灯等状态指示、分合闸、远方/就地转换开关以及带电显示器等二次元器件，元器件种类繁多，安装接线麻烦，指示数据无法上传到后台。

1.2 运行状态监测智能化程度不够

传统开关柜采用人工巡检方式，定期检查柜内是否有结露现象。 当发现结露时，手动开启柜内抽湿机进行抽湿。 机柜内的温湿度环境不能及时动态调节，存在一定的安全隐患。 此外，高压开关柜中的手车触头和母线/电缆接头在大电流负载下运行时会发热。 传统开关柜的触头温度监测常采用手动手持式红外测温仪定期测量母线/电缆接头。 电缆等电气接头温度无法实时监测，异常高温无法及时处理。 而且开关触点等内部连接器的位置无法用手持式红外测温仪测量，监测不够合理。

2 高压开关柜智能控制装置的功能特点

2.1 动态模拟指示

智能控制将开关柜一次模拟卡和状态指示灯集成在一起，实现一次模拟卡的动态显示。 一次系统图中的断路器、手车、接地刀、储能指示灯等符号均随一次设备的实际状态实时变化，便于用户直观、准确地了解设备的运行状态.

2.2 开闭操作开关

智能控制装置可与高压开关柜常用的分合闸、远方/就地、储能开关等投切开关集成，用户无需在柜门上开孔安装，无需在柜门上开孔安装。既简化了开关柜面的设计，又方便了用户安装布线。

图1 传统开关柜表面

图2 使用智能控制开关柜

2.3 高压带电显示、核相、电检

智能控制采用高亮LED指示灯指示三相高压带电状态，并集成了闭锁指示灯和闭锁继电器插座。 按国家标准设计，当母排各相电压小于额定电压的15%时，强制锁定处于“解锁”状态，前面板“LOCK”指示灯熄灭，并且“锁定”触点闭合； 母排任意一相电压大于额定电压40%时，强行闭锁处于“闭锁”状态，“LOCK”指示灯亮，“闭锁”触点断开。

此外，控制器还带有一个鉴相电检插孔，可配合鉴相/验电器实现各回路的鉴相电检操作。

2.4 自动温湿度控制

智能控制装置采用数字温湿度控制，准确测量开关柜内的环境温度和湿度。 当环境相对湿度大于高湿度设定值或温度低于低温设定值时，加热器可自动启动除湿/加热。 当温湿度调节成功后，加热器会自动停止； 该装置还监测加热器的工作状态，当加热器工作异常时会产生报警。 当环境温度高于高温设定值时，启动风机降温，待温度降至目标值后，自动停止鼓风。 当柜内环境温度超过该温度时，会产生超温告警。 所有定值用户均可自由设定。

2.5 开闭控制回路监控

智能控制装置具有分合闸控制回路监控功能。 通过准确测量分合闸控制回路的电压，结合断路器的分合闸状态，判断分合闸回路是否完好，并通过指示灯进行提示。

2.6 预分预合闪指示

智能控制装置采集分合闸开关预分/预合档位状态，结合断路器分合闸状态，在用户进行分合闸操作前进行闪烁提醒，防止误操作。

2.7 电接点无线测温

智能控制装置集成无线测温功能，通过无线通讯采集安装在开关柜触头、电缆头等关键电气部位的温度传感器的数据高压无线核相仪，实现电气温度的实时在线监测. 当一次设备出现异常温升时，及时产生告警，提示用户处理和查找故障，避免设备损坏。

图3 静态触点温度监测

图4 电缆头温度监测

2.8 人体感应控制照明及安全提示

智能控制装置具有红外线人体感应功能。 当检测到人员移动时，设备会自动点亮显示面板和柜内照明。 如果高压电路带电，还会通过语音提示现场人员注意规范操作和安全。

2.9 语音防误提示

控制装置可自由设置多种语音防错提示方式。 根据“微机五防”要求，设备可实现语音误操作提示，如断路器或接地刀合闸时，人员推/拉出断路器手车会产生提示信息“请打开断路器，请打开接地刀”语音提示。

2.10 电参数测量

智能控制装置还可以集成电参数测量功能，可实现电流、电压、功率、电能等数据的0.5级精度测量，替代传统高压开关柜的电流、电压表。

2.11 丰富的通讯接口

智能控制具有485、以太网、时间同步等通信接口，采用标准通信协议，方便将现场采集的数据上传至后台平台，实现变配电系统的智能监控。

3、智能控制装置在北京大兴机场的应用

北京大兴国际机场是建设在北京市大兴区和河北省廊坊市广阳区之间的超大型国际航空综合交通枢纽。 机场动力源共有变电站31座，其中航站楼高压变电站分为开闭站、廊道三部分，核心区：开闭站站包括KB1、KB2、KB3、KB4、KB5共116个高压柜； 走廊包括T1A、T1B、T2A、T2B、T3A、T3B、T4A、T4B、T4E、T4F共40个高压柜； 核心区包括T1C、T1D、T1E、T2C、T2D、T2E、T3C、T3D、T3E、T3F、T4C、T4D、T5A、T5B、T5C、T5D共80个高压柜。 航站楼二期配电和停车场配电部分共约340个高压柜，物流配电部分约90个高压柜。

大兴国际机场配电工程选用ASD320智能控制装置。 装置具有一次电路模拟图及开关状态指示、高压带电显示及核相、温湿度自动控制、电气节点无线测温、人体感应自动照明、语音提示及RS485通讯接口，各装置配备12路无源温度传感器，对高压开关柜母线、触头、电缆头进行合理的温度监测，并将温度数据上传至机场电气运维平台，现场反馈设备稳定运行提供可靠保障为机场安全运行提供保障。

4、开关柜综合监控系统

为实现用户变电站的智能化运行，满足无人值守或少人值守的要求，在高压开关柜配置智能控制装置后高压无线核相仪，在监控中心配置电力监控系统Acrel-2000，控制可将智能控制装置的电气参数、节点温度、柜内温度、湿度等数据上传至监控系统，有助于系统分析开关柜各项数据的变化趋势，发现隐患及时，为用户变电站的可靠运行提供保障。

5 结论

高压柜智能控制装置具有多种功能，可替代安装的模拟卡、状态指示灯、就地操作旋钮、带电显示器、温湿度控制器、电流电压表等单一功能部件在传统的高压开关设备上。 进行功能选择。 该控制装置安装在整体布置的高压开关柜中，简化了高压开关柜的面板结构设计，修改了高压开关柜的面板布置，提高了各开关状态的监测功能和安全性。 ，大大提高了高压开关柜改造的智能化程度。

安科瑞周敬贤