智能装备一、二次深度融合关键技术

智能电网开关柜

描述：

智能装备一二次深度融合技术

随着电网基础设施建设和电力能源投入的发展，电气成套设备需求量逐年增加，产品升级换代速度加快，生产设备及加工工艺有了明显改进、电气设备智能化、一二次融合技术、集成一体化等设备性能有了明显的提高。

一、成套一二次深度融合装备

智能装备是先进一二次技术深度融合集成

1、一次设备

是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程的高压电气设备。它包括断路器、隔离开关、自动开关、刀闸开关、电缆母线、输电线路、电力电缆等。由一次设备相互连接，构成配电设备开关或进行其分合闸操作过程的电气设备称为一次设备。也称为无源组件。

2、二次设备

是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。由二次设备相互连接，构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气设备称为二次设备。也称为有源组件。

3、一、二次设备深度融合关键技术

由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的电气控制系统时，就必须划分组件。

①、综合功能

把功能类似的元件用模块化的形式组合在一起；

(1)尽可能减少组件之间的连线数量，同时把接线关系密切的控制电器置于同一组件中；

(2)减少电压等级采用统一的供电电压

(3) 可把外形尺寸、功能相近的电器用模块的形式组合在一起；

(4)为了电气控制系统便于检查与调试，把需经常调节、维护和易损元件组合在一起。

②、线束连接

在划分电气控制柜组件的同时要解决组件之间、电气箱之间以及电气箱与被控制装置之间的连线方式：

电气控制柜各部分及组件之间的接线方式一般应遵循以下原则：

(1)开关电器、控制板的进出线一般采用接线端头或接线鼻子连接，这可按电流大小及进出线数选用不同规格的接线端头或接线鼻子；

(2)电气柜、控制柜、柜(台)之间以及它们与被控制设备之间，采用接线端子排或工业联接器连接；

(3)弱电控制组件、印制电路板组件之间应采用各种类型的标准接插件连接；

(4)电气柜、控制柜、柜(台)内的元件之间的连接，可以借用元件本身的接线端子直接连接；过渡连接线应采用端子排过渡连接，端头应采用相应规格的接线端子处理。

③操作机构模块化

智能化一二次融合技术特点：

（1）、开关柜智能操控装置DTU 二次设备（嵌入式智能终端）是开关柜自动化成套设备的核心部件。其中电子控制器是针对当前中压系统开关柜研制开发的一种新型、多功能、电操控制机构。

（2）、智能化数字化动态指示的现场终端信息采集DTU装置。对传统装备进行信息化技术升级改造，就是要把集成了工业自动化技术的嵌入式智能控制单元，经过增加元器件的技术改装，使开关设备的电气性能得到提升，能够完整的实现配网自动化，系列配套产品提供了可靠的配网自动化设备设计改造的解决方案。

（3）、设备的兼容性是关键，电子控制器要能够安全的操控各种类型的开关设备。

（4）、开关柜要从手动操作升级改造成远动操作，首先就是加装电动机驱动结构，把人工用搬杆操作转换化为按钮操作。

（5）个性化定制方案

通过完整的交互过程让客户直接参与成套设备的设计和制造过程中，精确定位客户的实际需求，在这个过程中我们依据客户的不同需求数据做出各种样机模板提高了用户的体验。

二、深度融合装备主要功能

智能化一二次融合成套设备使整个输配电系统的保护、控制、监控、测量等集中起来，实现配电网络自动化，为广域监测和诊断系统奠定了基础，确保电力系统的安全、可靠、经济运行。随着计算机技术、数据处理技术、信息传感器技术、通信和数据存储技术、电力电子技术等的发展及各学科间的融合，电气成套设备的智能化、小型化、紧凑设备逐步成为行业发展的一个重要趋势。

电气成套设备应用主要通过3个途径实现。

1、在以后的增量电网建设中直接安装智能电气成套设备。

2、将存量运行设备做技术更新改造，增加了电气成套设备智能化水平。

3、光纤到点位

光纤通信具有通信稳定、容量大、速度快等优势，完全具备配电自动化遥测、遥信和遥控‘三遥’的通信要求。电力光纤到户小区可实现用电信息采集。

4、智能电网高可靠性装备

建设经济、高效、可靠的智能电网，离不开现代化先进的通信技术平台。智能电网的供电可靠性又是智能化电气设备的首要条件，进一步优化和完善电力通信网，实现电网运行状态数据传输的数字化。电力光纤到户是提升配网自动化水平和提高供电服务质量而进行的一项基础建设。

三、电网故障自动定位

新投运的智能化配电系统显示出了智能电气设备的魅力。新型

的智能化电气设备能够自动对故障点进行定位，自动隔离故障区间，自动化系统停电时间不会超过1分钟就能恢复用户供电。。

四、技术升级

在不断总结开关柜改造的经验教训的基础上，统一认识克服技术障碍，经过以创新的技术和方法完成了户外开闭所和环网柜的整体升级改造。

改造后电气设备的各项技术指标均满足南方电网《配网自动化建设技术导则》要求。并且实现一次挂网正常运行，各项指标和施工质量达到规划设计要求。

五、多功能终端信息采集装置

开关柜智能操控装置（智能终端）是成套设备的核心部件，是针对当前中压系统开关柜研制开发的一种新型、多功能、智能化数字化动态指示的现场终端信息采集装置。智能终端装置能够适用于10KV-20KV户外多种电力开关柜。开关柜智能操控装置功能强大，它以“一体化“的结构布局配套于开关柜，简化了开关柜的面板设计，美化了面板布局。具有动态数字指示、带电显示及闭锁、及其控制状态、一次回路电压值电流值显示、远方/就地操作、远程通信等功能，智能装置的安装使用使传统电力开关柜进一步提升了智能化、网络化、数字化，在“互联网+”模式下实现电网运行的智能化。

六、结构紧凑、标准化布线：

智能装置是进行整体结构设计、结构选型、材料等方面技术攻关，确保现场安装时有足够的强度和稳定性。智能一体化开关柜采用欧洲EIB（ElectricalInstallation Bus）（国标GB/Z20965-2007）标准布线方式。最大的特点是通过单一多芯电缆替代了传统分离的控制电缆和电力电缆，并确保各开关可以互传控制指令，因此总线电缆可以以线型、树型或星型铺设，方便扩容与改装。

电气线路简单，安装方便，易于维护，节省大截面线材消耗量，降低投资成本和维修管理费用，缩短安装工期，提高了投资效益。

智能化、小型化、高安全性和可靠性能集成一体，也就是最终研发出新一代一二设备相融合的电网智能装备。

七、智能运维服务

智能成套电气开关装备和智能控制器产品是一二次融合环网柜制造的重要组成部分。成套开关柜智能化集成融合了先进制造技术和信息技术，有效提升了电网状态感知、数据分析、决策、控制、学习等能力，集中体现了一二次融合环网柜数字化、网络化、智能化发展要求。一、一二次融合环网柜商业模式

1、用户为中心

一二次融合环网柜服务是以特大城市电网用户为中心，按照高端用户提出的技术需求，智能装备服务商均可为其配置正确的产品和服务以满足他们的需求。

2、智能运维服务

智能装备产品需深度了解用户的潜在偏好与需求，通过智能关联海量数据（即智能数据）将其转化为智能服务。为了实现这种功能，技术总包服务商需要通过网络搜集、分析用户信息，从而明晰他们的生态系统与情景语境，建立数据驱动的商业模型。

3、一二次融合环网柜运维便捷效率高

（1）、标准化成套设备

智能装备是“一二次融合”配网自动化成套设备 一二次融合环网柜自动化成套设备能够实现故障定位、故障隔离、负荷监控、线路转供、带电合环转供等技术流程。实现配电网消除故障后线路自动复电自愈，环网柜基本的就是要有高效的智能化设备。为了满足智能化电气控制设备的制造和使用要求，必须进行合理的电气控制工艺设计。这些设计包括电气控制柜的结构设计、电气控制柜总体配置图、总接线图设计及各部分的电器装配图与接线图设计。

（2）、体积小，造价低

一二次融合环网柜的发展 随着配电网建设与改造的不断推进，深圳、广州大一线城市电缆化率日益提高，户外开闭所及开关柜因体积小功能全造价低等优势被广泛使用。电气设备一二次融合推动了设备升级改造，电力终端市场对控制电力系统的主设备高低压成套电器设备的安全可靠性、自动化等方面提出了更高的要求。对手动开关柜改造建设提升配网自动化水平，全面提升电网管控能力。一二次融合技术是电气开关柜具有自动告警、应急处置、运行实时监测、维保检验和信息的监察、后台数据的统计分析等功能。

一二次融合也是对传统电气设备进行的二次升级改造技术，是现阶段比较实际做法。

4、电气设备升级方案。

随着设备自动化时代到来，传统的的人工作业在大步向自动化智能制造进行着升级和转型，传统的经济模式无论速度和防错方面的控制机制需求变得异常迫切。在工业设备和IT设备作为信息通信产业重要基础设施，进入高速发展期的同时，在产品架构、制造模式、产业生态等多方面经历着变革。而电气开关设备集成系统是现代工业实现配电网智能自动化模块的基石。未来一定是电气设备生产制造与互联网管控系统的软件技术一体化发展，就产生了配网自动化成套设备制造系统，使得智能装备大量运用，真正做到设备的即插即用。

八、构建智能装备产品标准体系

1、对比差距

智能化电网开关装置特性良莠不齐，与国外存在一定差距，因此亟需构建智能产品标准框架并抓紧制定术语和通用技术要求等相关基础标准，来规范和指导企业智能产品的研发工作。

智能产品标准的研究与制定，将丰富和完善智能制造的研究内容与标准体系，对我国产品智能化提出具体的技术要求，指导生产企业提升产品的智能化水平，推动我国智能制造的发展。

2、产品试错改进

标准必须具备“共同使用和重复使用”的特点 一二次融合环网柜标准的制定是在只有重复出现的活动中，才需要对运动过程和产生的结果进行总结经验，选择最佳方案作为今后实践的依据--即制定标准。标准是协调一致的产物。协调一致是指实质性问题没有坚持反对者，并对任何异议都进行协调。协调一致的目的是为获得最佳秩序和最大认可度带来的社会效益。标准产生的基础是科学技术和实践经验。但对技术和经验都必须进行分析、比较和选择。标准有固定的制定方案、发布流程。标准一旦形成格式和程序参照标准的各个利益方必须共同遵守，它也是标准化建立的基本操作规范。

3、一二次深度融合装备是数字化设备

智能成套电气开关装备和智能把握器产品是一二次融合环网箱制造的重要组成一戳。成套开关柜智能化集成融合了进步制造手艺和信息手艺，有效提拔了电网状态感知、数据阐发、抉择、把握、进修等能力，集中表现了一二次融合环网箱数字化、收集化、智能化成长要求。

审核编辑 ：李倩