智慧型開關櫃:定義,相關標準,分類,五防,產品介紹,比較,與傳統比較,與配電比較,

智慧型型開關櫃是指高性能、高可靠性，具有一定自診斷和自動控制性能，並具有網路通信能力的柜子。

基本介紹

中文名：智慧型開關櫃
類別：電設備
特點：高性能、高可靠性
優勢：一次投資，終身受益

定義,相關標準,分類,五防,產品介紹,比較,與傳統比較,與配電比較,套用,系統結構,系統功能,市場分析,

定義

開關櫃是一種電設備，外線先進入櫃內主控開關，然後進入分控開關，各分路按其需要設定。如儀表，自控，電動機磁力開關，各種交流接觸器等，有的還設高壓室與低壓室開關櫃，設有高壓母線，如發電廠等，有的還設有為保主要設備的低周減載。

智慧型型開關櫃從形式上可分為配電型、電動機控制型及其它控制功能型。配電型以智慧型斷路器為核心器件，由上位計算機實現對配電迴路的遙控、遙測、遙信及遙調，而電動機控制型是以變頻器、智慧型電動機控制器為核心器件，實現電動機起動、運行、停止的最佳化控制。其它控制型的智慧型開關櫃是以PLC(可程式控制器)為核心的控制型開關櫃，完成生產過程中的各類控制功能，也是套用於工業生產過程自動控制發展最有潛力的產品，將PLC技術與傳統的開關櫃有機結合，是實現對普通型開關櫃智慧型化改造的一種投入少、見效快的有效措施。

分類

1）低壓抽出式開關櫃

2）交流低壓配電櫃

3）金屬鎧裝移開式開關櫃

4）低壓固定分隔式開關櫃

5）高壓電容器櫃

6）高壓開關櫃

五防

1）高壓開關櫃內的真空斷路器小車在試驗位置合閘後，小車斷路器無法進入工作位置。（防止帶負荷合閘）

2）高壓開關櫃內的接地刀在合位時，小車斷路器無法進合閘。（防止帶接地線合閘）

3）高壓開關櫃內的真空斷路器在合閘工作時，盤櫃後門用接地刀上的機械與櫃門閉鎖。（防止誤入帶電間隔）.

4）高壓開關櫃內的真空斷路器在工作時合閘，合接地刀無法投入。（防止帶電掛接地線）

5）高壓開關櫃內的真空斷路器在工作合閘運行時，無法退出小車斷路器的工作位置。（防止帶負荷拉刀閘）

產品介紹

1）ABB　MNS低壓開關櫃

MNS系統結構緊湊，節省櫃體的體積，櫃體能背靠背排列，配電迴路布置經濟，全部選用標準元件，方便工程設計人員設計，具備防電弧設計，按要求櫃體可滿足抗地震、抗震盪和抗衝擊的要求，適用於所有發電、配電和電力使用的場合。

2）施耐德SM6系列中壓開關櫃

SM6系統適用於配電室或箱式變電站內安裝，電纜從正面接線。所有的控制功能元件集中在正面操作板上，簡化了操作，柜上可配備繼電器、線圈，儀表用互感器等一些附屬檔案。

該系統廣泛設計緊湊，結構簡單，模組化設計，擴展性好，操作安全、簡單，可實現遠程監測、監控，安裝簡易，易於櫃間連結，土建施工量小，適用於24KV以下二次公共配電領域，及工業、民用變電站。

3）開關櫃綜合測控裝置

ASD系列開關櫃綜合測控裝置用於3～35kV戶內開關櫃，適用於中置櫃、手車櫃、固定櫃、環網櫃等多種開關櫃。具有一次迴路模擬圖及開關狀態指示，高壓帶電顯示，自動溫濕度控制，人體感應自動照明，語音提示，電參數測量及RS485通訊接口等眾多功能，集操作、顯示於一體。產品按功能分為ASD100、ASD200、ASD300三種型號。

比較

與傳統比較

傳統的配電控制方式，主要是通過斷路器、接觸器、熱繼電器、熔斷器、控制繼電器、各種主令電器、互感器及各種電工儀表（電流表、電壓表、功率表、電能表等）組合成的開關控制櫃來實現配電、控制、保護、監視等功能。這種傳統的開關櫃需要配有多種模擬指針儀表及繼電器；給生產、儲存、維修帶來極大不便，並且以人工直接操作為主，無法實現計算機智慧型管理，對於較為複雜的控制邏輯實現起來比較困難。

智慧型型開關櫃是在現有的以模擬儀表、繼電器為監測、控制設備的普通開關櫃基礎上，與新型的智慧型儀表（網路電力儀、智慧型配電監控/保護模組等、網路I/O）進行配合，通過其網路通訊接口與中央控制室的計算機系統聯網，從而可以實現對各供配電迴路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、電度量等電參數進行監測以及對斷路器的分合狀態、故障信息進行監視、對斷路器的分合狀態進行控制，配合各種完善的遠程監控軟體，從而實現“四遙”。

1）遙測：通過計算機實時對系統進行電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等進行不斷地採集、分析、處理、記錄，顯示曲線、棒圖，自動生成報表。

2）遙信：可以實時對開關的運行狀態、保護動作等開關量進行監視，計算機實時顯示和自動報警，並對各櫃內開關的狀態、事故跳閘、過流、速斷、溫度等動作進行實時記錄、列印。

3）遙控：通過計算機螢幕選擇相應的站號、開關號、合/分閘等信息，並在螢幕上將要選擇的開關的狀態反饋回來，確認後執行，實時記錄操作的時間、類型和開關號等。

4）遙調：用於設定各種智慧型模組的運行參數，即計算機根據螢幕操作指令或計算機根據對系統的分析判斷結果，對智慧型模組的設定值和故障保護值進行遠程整定。

智慧型型開關櫃革命性地改變了傳統開關櫃的概念；具有多功能、數位化、網路化、智慧型化、結構緊湊、易於維護等特點，它可以滿足電力工業未來的需求，具有預防/避免事故發生、強化企業內部能源考核、減少設備維護和檢修時間、實現數據資源共享等諸多優點，為企事業單位的現代化管理提供了堅實、可靠的基礎，“一次投資，終身受益”，真正保證用戶的投資利益不受損害。

與配電比較

智慧型配電系統就是各種智慧型型開關櫃與計算機監控系統的組合套用，是對配電網上的設備進行遠方實時監控、協調及控制的集成系統。是現代計算機技術和通信技術在傳統配電電網監視與控制的套用。其內容包括配電網數據的採集和監控（SCADA）、配電地理信息系統（GIS）和需方管理（DSM）幾部分。實踐表明，採用智慧型配電系統可以大大提高配電網運行的可靠性和效率，提高電能的供應質量，降低勞動強度和充分利用現有設備的能力，從而對用戶和電力公司均帶來可觀的收益。具體特點可歸納為以下幾個方面：

1）不斷促進變配電系統更安全、更可靠、更經濟和更直觀的運行，滿足未來電力工業發展的需要，一次投資，終身收益。

2）實現變配電系統的“四遙”及無人值守（或少人值班），節約人力資源，並可實現中、低壓供配電系統一體化綜合監控、統一管理；

3）強化企業單位的內部能量考核，採用現代化科技手段，完成電能管理、配電能耗及用電成本統計功能，減少“跑、冒、滴、漏”，真正體現“管理出效益”的意義；

4）對潛在的事故進行預報警，同時實現各種電量的越限報警，便於及時處理以避免事故或隱患的出現（如火災等），減少損失；

5）電力系統出現異常時；可以及時了解到有關故障信息（故障原因、性質、地點及發生時間），來指導維修，減少故障的處理時間及停電時間；

6）配電系統管理。通過歷史記錄的電力參數，及時掌握每天或季節負載特性；在供配電系統內最佳化能耗的分配，均衡負載；減少潛在的停電事件；

7）根據系統設備運行的記錄數據和運行情況，制定臨時或定期的設備維修計畫；按計畫維修、減少運營和維修成本；

8）快速、準確地掌握供、配電設備的運行情況（含歷史數據），並可以用報表方式或以圖形的方式進行顯示、記錄或列印出來，進行日報和月報，提高工作效率；

9）供電質量（諧波失真度THD/最大、最小、平均值/電壓合格率）實時分析功能，便於分清供電單位和用電單位的責任；

10）實現系統數據資源共享、供配電設備綜合檔案管理等諸多優點，為現代化管理提供了堅實、可靠的基礎。

綜上所述，智慧型配電系統的確比傳統配電系統更先進可靠，因此套用非常廣泛，儘管我國的智慧型配電系統建設目前才進入試點實施階段，但是可以預見智慧型配電系統市場前境是非常廣闊的。

套用

Acrel-2000型智慧型配電系統通過中壓微機保護裝置、ASD開關櫃綜合測控裝置、ACR網路電力儀表、AMC16多迴路監控裝置、ARD智慧型電動機保護器等電力儀表，對終端配電系統的運行進行透明監測與管理。系統實現數據採集、事故報警、故障記錄、電能質量分析、電氣控制與保護、電能節能管理等功能，為智慧型電網用戶端節能減排作貢獻。

系統結構

各個結構層的具體形式如下：

1）主站層（站控管理層）

位於監控室內，具體包括：安裝有智慧型配電系統的後台主機等相關外設。負責將通訊間隔層上傳的數據解包，進行集中管理和分析，執行相關操作，負責整個變配電系統的整體監控。智慧型電力監控系統提供專用的通訊功能模組，通過專用的乙太網硬體通訊接口，以OPC方式或其它通訊協定向上一級系統（如：BAS 、DCS 或調度系統）傳送相關的數據和信息，實現系統的集成。

2）通訊間隔層（網路通訊層）

採用通訊管理機，負責與現場設備層的各類裝置進行通訊，採集各類裝置的數據、參數，進行處理後集中打包傳輸到主站層，同時作為中轉單元，接受主站層下發的指令，轉發給現場設備層各類裝置。

3）現場設備層

位於中低壓變配電現場，具體包括：微機保護裝置、多功能儀表、直流屏、溫濕控制器、電動機保護器等。負責採集電力現場的各類數據和信息狀態，傳送給通訊間隔層，同時也作為執行單元，執行通訊間隔層下發的各類指令。

系統功能

智慧型配電系統應具有完善的網路管理功能，網路的拓撲結構自上而下呈金字塔結構，越向下網路結構越複雜，設備種類越多，設備數量越大，越難於管理與維護。Acrel-2000型智慧型配電系統具有強大、先進的網路管理子系統，把供配電系統的運行設備和運行狀態置於毫秒級、周波級的連續精確的監視控制中。

a、友好的人機互動界面（HMI）

標準的變配電系統具有CAD一次單線圖顯示中、低壓配電網路的接線情況；龐大的系統具有多畫面切換及畫面導航的功能；分散的配電系統具有空間地理平面的系統主畫面。主畫面可直觀顯示各迴路的運行狀態，並具有迴路帶電、非帶電及故障著色的功能。主要電參量直接顯示於人機互動界面並實時刷新。

b、用戶管理

本軟體可對不同級別的用戶賦予不同許可權，從而保證系統在運行過程中的安全性和可靠性。如對某重要迴路的合/分閘操作，需操作員級用戶輸入操作口令外，還需工程師級用戶輸入確認口令後方可完成該操作。

c、數據採集處理

Acrel-2000型智慧型配電系統可實時和定時採集現場設備的各電參量及開關量狀態（包括三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率、電能、溫度、開關位置、設備運行狀態等），將採集到的數據或直接顯示、或通過統計計算生成新的直觀的數據信息再顯示（總系統功率、負荷最大值、功率因數上下限等），並對重要的信息量進行資料庫存儲。

d、趨勢曲線分析

系統提供了實時曲線和歷史趨勢兩種曲線分析界面，通過調用相關迴路實時曲線界面分析該迴路當前的負荷運行狀況。如通過調用某配出迴路的實時曲線可分析該迴路的電氣設備所引起的信號波動情況。系統的歷史趨勢即系統對所有已存儲數據均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監測的配電網路進行質量分析。

e、報表管理

系統具有標準的電能報表格式並可根據用戶需求設計符合其需要的報表格式，系統可自動統計。可自動生成各種類型的實時運行報表、歷史報表、事件故障及告警記錄報表、操作記錄報表等，可以查詢和列印系統記錄的所有數據值，自動生成電能的日、月、季、年度報表，根據復費率的時段及費率的設定值生成電能的費率報表，查詢列印的起點、間隔等參數可自行設定；系統設計還可根據用戶需求量身定製滿足不同要求的報表輸出功能。

f、事件記錄和故障報警

系統對所有用戶操作、開關變位、參量越限及其它用戶實際需求的事件均具有詳細的記錄功能，包括事件發生的時間位置，當前值班人員事件是否確認等信息，對開關變位、參量越限等信息還具有聲音報警功能，同時自動對運行設備傳送控制指令或提示值班人員迅速排除故障。

g、五遙功能

Acrel-2000型智慧型配電系統不僅能實現常規的“遙信”、“遙控”、“遙測”、“遙調”功能，還可以實現“遙設”功能。

遙信：實時對開關運行狀態、保護工作等開關量進行監視。計算機實時顯示和自動報警。

遙控：通過計算機螢幕選擇相應的站號、開關號、合/分閘等信息，並在螢幕上將選擇的開關狀態反饋出來，確認後執行，實時記錄操作時間、類型、合開關號等。

遙測：通過計算機實時對系統電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、超限報警、頻率進行不斷地採集、分析、處理、記錄、顯示曲線、棒圖，自動生成報表。

遙調：用於有載變壓器的調壓升/降。

遙設：用於遠方修改分散繼電保護裝置的定值、控制字；以及調整各種儀表的工作狀態。

市場分析

智慧型配電系統套用非常廣泛，目前主要套用於：

1）電廠、變電站的發配電系統。

2）汽車製造、鋼鐵、石油化工和礦山的工業領域。

3）郵電、銀行、碼頭機場等基礎設施。

4）高層建築、超級市場、智慧型大廈等商業建築和住宅。

供電局——在我國電力系統自動化主要集中在35KV以上系統，而中低壓系統還基本沒有涉及，也就是配電系統的自動化還沒完全形成。目前我國電力部門已明確提出供電的可靠性指標為一般地區為99.6%平均年停電時間為3小時，重要地區為99.99%平均年停電時間為0.6小時。而要達到這個指標要求，中、低壓系統自動化是必不可少的，而實現自動化智慧型配電系統是它的一個基礎，我國的中、低壓改造已經開始規劃，這個市場潛力很大。

重點工程——目前我國的大型水利、鐵路、天然氣等工程已經建立起完善的管理、控制、數據採集SCADA系統，而該系統的很多電參數是從配電系統來的，配電系統智慧型化為該系統的形成奠定了良好的基礎，各大省市每年都有數十項重點工程，對智慧型配電系統需求很大。

郵電系統——我國的電信行業近年來發展較快，傳統的非智慧型配電櫃組成的供電系統，已無法滿足電力系統動力發展的需求，特別是在動力監控投入之後動力維護正在向無人值守或少人值守的方向發展，這就要求供配電和其它設備都必須實現智慧型化，全國仍有很大範圍的電信局需要把傳統的供配電系統改為智慧型供配電系統，因此對智慧型配電系統有較大的需求，市場前景很好。

銀行系統——隨著金融業的迅速發展，計算機系統、通訊設備的不斷更新，加強計算機系統、通訊設備的維護和管理，確保銀行業務的順利進行，是計算機中心的重要任務。由智慧型開關櫃組成的供配電系統可使計算機中心完成對整個電力系統的操作、測量、監視、保護和控制，確保配電系統萬無一失。因此智慧型配電系統在銀行系統有著廣泛的套用。

智慧型建築——目前智慧型建築在全國大中城市已成為一種發展趨勢，全國每年以數百幢的數量增長，而作為智慧型系統的一個重要子系統智慧型配電系統是必不可少的。因此這個用戶群將是我們的主要市場。

智慧型開關櫃