摘要：随着社会科技化水平的快速发展和提高，加上全球资源匮乏和环境恶化等众多问题的突现，人类智能技术在社会生活中的作用越来越重要。文章主要针对一些应用于智能电网中的技术，特别是开关柜在智能电网系统中的应用做了相关探讨。
关键词：智能电网；智能开关；开关柜；电器设计
传统的电气控制主要是通过断路器、接触器、热继电器、熔断器、控制继电器、互感器、各种电工仪表等组成低压控制开关柜，来实现配电、控制、保护、监视功能。这种开关柜操作复杂、维修不便、需要人工、没有预警等等都成为摆在眼球亟待解决的问题，随着计算机发展、数据处理技术、控制理论、传感器技术、网络通讯技术、电力电子技术等先进科学技术的高速发展推动智能开关的前进。传统的设备已经无法满足现代化智能电网发展的需求，企业亟需一种集远程监控保护、计量分析、故障排除等一体的新型智能配电柜。
1、智能电网概述
智能电网即电网的智能化，这一趋势在当今世界已成为必然趋势。这一趋势是伴随着现代科学技术和计算机技术的快速发展而兴起的。在现代通信网络技术的带领下，电力工业企业应用先进的技术设备，集合高端专家与人才，在计算机普及的情况下，将先进的通讯传感技术、信息分析决策技术和先进的能源电力技术相结合而形成的新型现代化电网。这种智能化主要是网络，将或分散或集中的电力用户联系起来，以便能够最大限度、最全面、最快捷地获取所需电网系统数据，有利于对电力应用状况的检测与控制。
智能电网系统的具体主要优势表现在：（1）通过网络监控电力状况，能够防患于未然，将电力故障的发生率降至最低；在处理故障时，也能够集合网络优势，搜集各方意见，及时清除电力故障；（2）在电力故障出现时，能够快速隔离故障，避免出现大面积的停电现象，减少由此造成的人力财力消耗，避免社会动荡；（3）能够及时应对自然灾害，一旦发现外力破坏，通过阻止其他计算机网络的恶意攻击，用以保证电力用户的安全用电，电力设备和电网系统的的正常运行；（4）优化能源资源和人力资源的配置，根据当地电力的实际情况，结合各个时间段用电需求的不同，合理调配电力资源；（5）能够合理调配资源在不同地区的分配，根据各地的经济社会发展状况，使得电力供用达到最优化配置，以平衡地区间的用电需求；（6）比较有力的支持了电力市场的竞争，避免电力资源的浪费，实现整个电力系统优化运行；（7）最大限度的利用各种社会技术和社会资源，是的电力工业的发展和自然环境、社会经济和谐发展的要求相协调；（8）能够真正理解客户所需，根据客户的实际情况，提供优质的服务，合理配置电力资源；（9）实现网络信息系统与电力市场之间的衔接，通过网络的数据分析优势，使得参与电力经济交易的企业更好地参与电网安全管理工作，开拓电力企业和事业的发展前景。
2、智能化开关柜设计原则
2.1 一次系统设计原则
第一，由于智能化开关柜采用计算机智能监测与控制，对一次系统接线并不会产生影响，一次系统接线方式及供电方案仍按相关要求与规定进行。
第二，结合计算机技术和各种人工智能，最大限度的利用现代网络技术的模拟功能。
第三，通过计算机监控系统，检测电力系统的运行状况，可真正实现无人值班，减少不必要的开支，这既提高了效率，又节约了资源，是电脑系统发展的一个重要方向。
2.2 二次系统设计原则
第一，开关柜内、值班室与中央信号系统信息数据设置与回路设计保持原状，计算机监测与控制系统中加入一套重复的计量、信号与控制回路信息。
第二，开关柜内的信息数据设置与回路设计保持原状，值班室的中央信号系统取消，集中的保护屏应保留，计算机监测与控制系统中加入一套重复的计量、信号与控制回路信息。
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第三，开关柜内的信息数据设置与回路设计保持原状，值班室的中央信号系统中出线开关柜不进入中央信号系统。计算机监测与控制系统中加入出线开关柜的信息与数据。同时，变配电站的中央信号系统应取消，要保留集中的保护屏，同时应着重考虑第二方案。当然，针对某些特殊地的特殊情况，则需要按实事求是的原则，具体选用最优方案。但是一般情况下，应优先考虑选用第三方案，因为第一方案一般不宜选用，选用时应慎重考虑，在综合考察和计划的基础上，确保采用最优方案，将消耗降到最低。
3、电气设计原则
3.1 一次系统电气设计原则
第一，应该根据电气的系统级别来确定设计原则，因此，在一次系统中，电气的主接线方式要保持不变，同时应该加入设计型号的说明，在说明中要详细记录所需的数据信息，以便于查询，同时也可以根据数据进行故障记录，及时发现问题，同时也有利于网络的监控。
第二，在选择开关时，一定要根据实际情况选择。现代计算机人工智能的发展，使其在电力部门广泛应用。也因此在选择开关时，要选则与计算机技术相适应的自动开关。
第三，网络系统对开关的监测，要通过自动开关的常开触点，这样才能经由独立的出点联通计算机与开关，才能进行遥控制导。这一要求在低压自动开关时应重点考虑，最好是设计好有效的防范设置。
3.2 二次系统设计原则
3.2.1 继电保护原则
这需要根据供电情况和供电需求加以考虑。如果供电需求在35kV及以上的话，供电系统可以考虑选用微机保护系统，并且由于变配电站的优点，这种情况下应该优先考虑采用变配电站自动化单元。如果供电需求在10kV以上那么，根据开关柜的设计原则，供配电系统保护方式的选择范围则比较多一些，可以选用微机保护，也可以选用继电保护。只是如果选用继电保护，实际操作中可以再设计一套有监控功能的变配电站自动化单元。
3.2.2 信号回路原则
对于开关柜的开关状态来说，所有的开关都需要监视，也即每一个开关，都要有一对常开触点，这样比较容易建立计算机与开关系统之间的信息联系。即使是这些开关的触点可以共用一个地线，但是各自性能不同，并不是所有的触点都可以连接与交流系统地线。所以，要在每一个继电器上设计单独的常开触点。如果是中央信号系统，就应在此基础上再加上一对常开触点，以便将信息引入中央信号系统。这两种触点要分开地线，这主要是根是两者所需电压的不同来设置的。
3.2.3 控制回路原则
如果要进行远方合分闸操作，就应该在计算机监测与控制系统上加上闸的常开触点，这样将其并连接到开关柜的合分闸开关或按钮上就可以了。同时应该考虑到实际的操作情况，根据实际需要，设计或是手动的或是自动转换的。由于计算机系统的应用，最好是设计两者兼有的，即手动与远方遥控二者合为一式，酌情选用合适的方式。比如，若计算机监控出现漏洞，还可以手动执行命令。对于供电需求在10kV及以上的，在计算机操作远方遥控时，对于遥控开关则要取消不对应的接线。
4、结语
微机保护装置实时控制可大大提高保护性能和可靠性，在实现开关柜保护的同时，操控系统实际上就是一台高性能、多功能的计算机，在整个开关柜系统中起着关键的终端作用。它可实时准确的获取开关柜内部运行和故障的任何信息和数据，也可将它所获得的被保护元件的任何信息和数据传送给监测人员，而且在无故障正常运行情况下完成多种功能，满足开关柜保护系统选择性！准确性！可靠性以及实时性多任务的要求。
参考文献:
[1]张小军，任玉芳．智能化开关柜的发展与应用 [J]．电工技术2012（1）
[2]卞尚云，李红伟.智能化开关柜浅析[J]华通技术，2010（4）
论文作者:龚运镨
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/20
标签：开关柜论文; 系统论文; 电力论文; 电网论文; 常开论文; 触点论文; 计算机论文; 《电力设备》2018年第15期论文;