广东中兴电器开关股份有限公司
摘要：本文主要对电气工程自动化智能开关柜的现状进行分析，并介绍了10kV新型智能开关柜的技术特点、主要性能及应用进行了探讨，以供同仁参考。
关键词：10kV新型智能开关柜；技术特点；主要性能；应用
一、前言
近年来，随着我国城市化进程的不断加速，对配电网建设提出了更多的要求，技术成熟可靠、少／免维护类产品，对环境应用适应性高，通过紧凑、小型化的产品应用节省电力设备对土地的占用，高效集约利用土地资源的设备符合中国电网公司一直倡导采用“资源节约型”电力设施和建设绿色电网要求。目前在电力系统中10kV智能开关柜的应用较为广泛，10kV智能开关柜的应用，对电力系统运行的稳定性发挥了重要作用，而且能够在各种故障发生时及时断开连接的设备，使设备和工作人员的安全性得到较好的保障。但在10kV智能开关柜运行过程中，不可避免的会存在着一些较为常见的故障，给电力系统正常的运行带来较大的影响，所以需要对智能开关柜的技术进行深入的分析，并不断更新智能设备，从而确保其能够更好的保障电力系统运行的安全。基于此，本文主要对电气工程自动化智能开关柜的现状进行分析，并介绍了10kV新型智能开关柜的技术特点、主要性能及应用进行了探讨，以供同仁参考。
二、10kV智能开关柜的现状
10kV智能开关柜采用智能的信息处理系统，首先其能够自身诊断出本身所发生的一些故障和相应的问题，比如对开关柜内的温度能够实现实时的监控可见，在发生断路器进行快速开合闸的工作过程中能够实现实时的监控可见；其次是操作系统的防误功能非常强大，在进行相关的一些操作时能够及时的进行提示，如果发生了相关的一些错误其马上就会闭锁；再次是当发生一些电网故障时其能够对故障的相关数据进行记录且能够做出相应的分析。最后是故障分析专家系统能够分析出故障发生的原因并且提供相应的解决方法。10kV智能开关柜现在正处于研究开发的过程，目前有些必须面对的技术难点还没有得到一个良好的解决，就其对二次接线做出的一系列简化已经在很大程度上提高了智能化开关柜的安全使用性和相关的功能优越性。
三、10kV新型智能开关柜技术特点
（1）实现故障就地隔离，从根本上缩小停电市场及停电范围，加强供电稳定性，为社会创造高效收益。
（2）节省维护成本，新型10kV智能开关柜具备断路器功能，配备继电保护设备，不存在通过熔断器一负荷开关组合电器保护用户变压设施的情况，无需前往现场换置熔丝，从根本上缩减费用。
（3）满足配网自动化及未来智能电网的基本需要，降低重复性费用，达到用户故障无需出门需求，节能环保，实现智能化。
（4）前瞻性研究，10kV新型智能开关柜整体设计依附于智能、环保、紧凑型以及匹配于智能电网的需求，需要满足未来智能电网发展的基本需要，从根源消除重复性费用。断路设备设计方案内容主要包括额定动热制衡、短路闭合及开断能力以及故障及时处理与隔离，是构建智能电网及配网自动化的设备基础。
（5）新型10kV智能开关柜可缩短停电时长，进而缩减资金损失，且无SF6温室气体存在，未使用熔断设备，熔断器没有长时间的功率损耗，同时不产生大量的ER固体废弃物，超过90%的部件均能够被再利用。
（6）新型10kV智能开关柜具有模块化、结构紧凑、免维护与可抵御恶劣运行环境等优点。
四、10kV新型智能开关柜主要性能
（1）产品作为新型固定式断路器柜和具有高精度智能化功能产品，可作为智能配电网的一次配电基础设备，智能配电网二次配电和配网自动化主要设备。
（2）通过全新设计能实现故障就地隔离的快速响应的真空断路器功能的开关柜布置在配电网的开关节点上（要求开关柜动作＋继保动作时间100ms≤变电站10kV出线断路器继保的250～300ms延时设定）；结合欧洲专利的相不对称暂态判断的高精度故障检测（检测至0.5A）、保护、RTU一体化的智能组件实现配网自动化和智能配电网的高供电可靠性要求，实现零停电，确保供电可靠性达99.9999％水平。
（3）产品是紧凑小型空气绝缘真空断路器固定柜，常压的空气密封箱体结构，不采用紧凑柜的带压力SF6绝缘气体材料，没有温室气体的泄漏，符合绿色，低碳的社会发展潮流，符合国家电网公司绿色电网设备的选型。
（4）长寿命免维护的设计，均匀电场和局部复合绝缘技术，可实现与全绝缘充气柜相约的尺寸，在目前城市高速发展中节省大量的珍贵用地和特别紧、窄、低安装场合的应用。可代替全绝缘，全密封充气柜，提高供电可靠性，减少停电。
（5）在开环环网线路上利用基于相不对称检测专利原理基础上构成故障前后二个断路器点对点故障电流的相异状态判断，就能实现故障的就地隔离和保持故障点前线路的不停电方案，可以构成不依赖后台主站、通讯条件的初级配网自动化方案；而在具备光纤的通讯条件，利用后台主站、光纤通讯就能建成故障的瞬间就地隔离（隔离时间短于变电站10kV出线断路器继保的250-300ms延时设定，出线断路器不需跳闸），瞬间复电“零停电”的低成本配网自动化方案（故障检测、保护、RT一体化的智能组件比传统配网自动化节省了大量元件成本、造价，可靠性更高）。
（6）产品为新型的固定式断路器开关柜，由真空灭弧室和三工位的隔离开关和接地开关构成长寿命免维护主导电断路器组件，密封在带呼吸过滤装置的干净空气绝缘的金属箱体内；配套简洁、高可靠的手动和电动操作机构在密封箱体外，方便更换维护，没有移动部件，可靠性高，大幅减少维护工作量，满足长寿命免维护选型要求，配置一体化智能组件。
（7）产品有完善的“五防”连锁机构，有明显可视隔离断口，接地开关有E2级关合能力。
五、10kV智能化开关柜的应用
（1）用于10kV配电开闭所中。若开闭所内部发生故障时，智能开关柜能够迅速切断进线开关，而当开闭所的下游产生故障时，本级开关柜通过与上级智能开关柜协调配合，选择性切断出线开关，最大限度减小开闭所故障对整个配电网的危害。
（2）用于10kV用户箱式变电站。当箱式变电站内部发生故障时(包含单相接地情况)，智能开关柜可迅速断开进线开关，而在多个箱式变电站相互联通，其中一个箱式变电站产生故障情况下，可以通过本级智能开关柜与上级智能开关柜的互相结合，选择性断开出线开关，保证下游箱式变电站的故障不会影响到上级配电网的正常工作，将因电力故障导致停电的范围缩小至故障发生点以下区域，不会影响上游区域的电力供应。
（3）用于10kV用户配电所。当用户配电所内部出现故障时，智能开关柜能够实现对进线开关的快速切断，而当配电所的下游有故障发生时（包含单相接地故障），智能开关柜可以选择性切断出线开关，有利于及时保护配电网的安全运行，同时避免用户侧故障造成的危害波及正常区域。
六、结语
总之，10kV高压开关柜是电力系统中重要的成套设备，保障其保持高效状态运行，能够对供配电网的供电质量产生直接显著的影响。开关柜的设计工作需要有新技术的不断加入，在实践中也要多多利用新的技术和材料。开关柜设计人员应多总结经验，科学运用设计手段，提升产品的结构设计与制造水平，提高开关柜的运行效率和经济效益，不断制造出性能优质的高压开关柜。
参考文献
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[2]刘增环，李真真.智能开关柜在线监控的研究与应用[J].自动化仪表，2014，35（6）：28-30.