一种新型的开关柜智能管理单元应用

李宏斌  工程师  719000

陕西榆林能源集团横山煤电有限公司

摘要: 近年来，随着工业化与信息化技术的迅速发展，集团对电力安全要求不断提高，本文从横山发电现场应用角度着手，论述一种新型开关柜智能管理单元，具有集成化、标准化、通用化、模块化的特点，整合了继电保护、操显装置、多功能仪表三种装置的功能，大大简化了面板布局；分体式安装模式，减少接线，使成本更节省、接线更简洁、面板更美观、运维更方便。

关键词：智能化、集成化、通讯采用IEC61850标准、便捷

引言：

电力系统继电保护是安全用电的保障，人们一直在探索如何获得更安全、更稳定的用电保护，从电磁式继电保护到晶体管式继电保护装置再到集成电路继电保护装置，再到今天的微机式继电保护装置，经过多年的实践，以第四代微机型继电保护装置为核心的开关柜二次元件已使用多年，但在功能设置及接线方式方面仍有很大的改进空间，如：面板拥挤、接线繁琐、显示不直观，如何化繁为简，防患于未然，一直困扰着众多二次设备厂家。

开关柜智能管理单元集最先进保护理念，以最便捷操作模式，用最简洁接线设计，带来最新解决方案。

1、与传统面板对比

1.1传统开关柜面板

传统开关柜仪表盘部署多功能仪表、开关柜操显装置、继电保护装置、指示灯、连接片，种类繁多，样式各异，面板布置拥挤，操作对象多而不一，易造成操作失误，而且数据上传通道各异，状态与数据显示不直观，给工作带来种种不便。

1.2新型管理单元

设计上将保护装置、操显装置、多功能仪表等进行整合设计集成在开关柜智能管理单元上，减少开关柜面板70%的二次设备，减少60%施工安装强度，减少50%的接线设计，完成针对不同回路的继电保护，监测全站电气量信息。实时反映开关柜各个开关位置状态，还可以显示储能、三相带电，和闭锁信号，所有运行数据，将在彩色320*240彩色LCD显示屏上直观显现。

2、分体式结构

2.1传统开关柜接线

现场开关柜在安装传统的二次设备后，柜内接线数量多，跨度大，接线复杂，故障点多，不同装置采集相同的电流电压量，耗用资源，容易松动，尤其是柜门长时间处于关闭状态，电缆长时间保持一个形状，会造成定型，开、关柜门时拉扯会导致端子松动，造成安全隐患。

2.2分体式安装模式

智能管理电源将繁琐的线条进行梳理，将面板与主体模块分开，将主体模块放在开关柜仪表室内，以一根以太网线进行连接，不再设置功能相同的二次电缆，解决了二次电缆数量多的问题，大大减少过门线的安装，主体控制电缆就近与端子排连接，接线简单，清晰，减少故障率20%，装置采用多CPU分至，保护与操显CPU分至，测量与通讯CPU分至，相互独立的模块化设计，提高了各模块间的可靠性，大大降低了故障风险；

3、完善的保护功能

智能管理单元的核心单元为继电保护装置，该设备具有完善的保护功能，可用于所有10kV标准KYN28柜体面板上，可提供线路、变压器、电动机、电抗器、电容器、PT等保护。

4、辅助功能更全面

4.1温湿度感应

综合管理单元增加了两路温湿度感应器，实时监测开关柜不同位置的温湿度，还能自动启动加热器和风扇来调节柜内温湿度。

4.2红外感应探头

综合管理单元配带红外感应探头，能够自动感知运行人员的位置，当运行人员来到它面前时，综合管理单元会自动点亮液晶面板，将运行信息全屏显示，同时语音报警会提示该回路的带电状态。

5、通讯标准化

作为智能开关柜综合管理单元的先驱，装置配有完善的通讯接口，两个以太网接口和两个RS485通讯口，采用标准IEC103/IEC104、IEC61850通讯规约,满足多种组网要求，更为集团后期建立智慧工厂打下良好的基础。

6、高性价比

开关柜智能管理单元由于集成了保护、操显、多功能仪表的功能，从采购成本考虑，至少节约30%采购成本，各设备间的集成，更能在后续维护管理过程中大大提高运维效率。

结束语

随着工业化与信息化的融合，在高速发展的计算机技术、通信技术的带动下，二次设备将迎来新一轮的发展趋势。随着美国提出工业互联网、德国提出工业4.0，中国将在2025年发展成制造强国。核心技术为CPS信息物理系统，CPS将会是一个高度集成、融合一二次技术的系统。目前综合管理单元是将仪表室内部的二次元件融合，未来还将融合断路器，形成真正的一二次融合，并能采集断路器的机械特性及电气特性，真正做到提前感知故障，发挥其智能化的优势，打造智慧工厂，做到省人、省事、省能的目的。