智能環(huán)網(wǎng)柜：是在傳統(tǒng)的電氣開關柜手動操作的基礎上，應用了先進微機控制芯片自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和監(jiān)測等基本功能，主要解決現(xiàn)有開關柜在智能化改造升級過程中，長距離遠程自動化控制，直接實現(xiàn)了開關柜建設過程中設備即插即用。與傳統(tǒng)手動操作的開關柜相比，主要需對設備操作機構進行升級，增加電壓、電流模擬量用的互感器，用光纖連接遠方控制中心，實現(xiàn)主站與設備之間的通信，達到對中心城區(qū)復雜結構電網(wǎng)的自動化管理。

一、電網(wǎng)建設、設備技術改造規(guī)劃

供電網(wǎng)絡中連接各區(qū)域的配電網(wǎng)絡，處在往上連接變電站，往下連著終端用戶。所以配網(wǎng)線路上的設備擔負起處理線路事故的設備——環(huán)網(wǎng)柜應運而生。

在手動操作的環(huán)網(wǎng)柜產(chǎn)品上配備智能控制設備，使得現(xiàn)場終端設備性能更先進、更加安全可靠。使智能環(huán)網(wǎng)柜能準確探測各種線路的短路和接地故障，實現(xiàn)遠程自動化操作。

智能電網(wǎng)分期建設

智能配電網(wǎng)的建設按照逐步實現(xiàn)的功能一般分三步走，也就是習慣上分期建設。

第一期建設主要完成配網(wǎng)自動化的基礎建設，實現(xiàn)“三遙”基本功能。

第二期建設一定要在第一期的基礎上建立區(qū)域配網(wǎng)的數(shù)字化模型，可以結合配網(wǎng)GIS圖形實現(xiàn)故障的自動定位，運用配網(wǎng)自動化的控制技術快速隔離故障，完善配網(wǎng)自動化的功能。

第三期已經(jīng)是智能配網(wǎng)的應用階段，也就是智能化的高級功能應用階段。通過應用水平的提高實現(xiàn)智能配網(wǎng)的投資價值。

智能環(huán)網(wǎng)柜是應用在智能化配電網(wǎng)絡中。配電網(wǎng)絡的智能化程度取決于智能環(huán)網(wǎng)柜的技術水平。

配網(wǎng)自動化建設需要對現(xiàn)有的手動開關進行自動化升級改裝，采用“一體化”環(huán)網(wǎng)組合開關設備是發(fā)展趨勢。這種“一體化”設備具有小型化、模塊化、集約化、預裝式智能化的高安全性的良好性能，在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)的運行中效果明顯。這種設備是目前國內(nèi)配網(wǎng)自動化運用上的最先進的智能化設備，對未來配網(wǎng)開關的升級換代有積極的促進和推動示范作用。

智能電網(wǎng)建設需三種智能開關柜

1，對線路進行網(wǎng)格分段的負荷開關柜

2、電網(wǎng)與用戶側接口保護的斷路器開關柜

3、用于網(wǎng)格狀復雜結構電網(wǎng)的智能環(huán)網(wǎng)柜

二、智能化終端研發(fā)

智能終端設備：人工智能突破了空間的信息交流限制，而將計算機網(wǎng)絡/互聯(lián)網(wǎng)技術應用到智能化現(xiàn)場終端領域。完全代替了傳統(tǒng)上人工現(xiàn)場操作方式，徹底把人工操作的設備技術升級為智能化控制設備。

智能環(huán)網(wǎng)柜的主要應用

（1）故障判斷、報警

（2）故障切除、隔離

（3）自動轉供電、實現(xiàn)遠程分合閘操作

（4）在線模擬測試、

（5）設備運行狀態(tài)自檢

配網(wǎng)自動化是智能電網(wǎng)的基礎建設，如果還沒有實現(xiàn)配網(wǎng)自動化就要建設智能電網(wǎng)，就好像房子的基礎還沒有開挖，就先把房子的屋頂做好一樣，智能電網(wǎng)是頂層設計，是配網(wǎng)自動化的高級應用基礎，離開了配網(wǎng)自動化是不可能最終實現(xiàn)智能電網(wǎng)的。

配網(wǎng)自動化的基礎是在SCADA 控制系統(tǒng)上實現(xiàn)“三遙”功能，“三遙”功能是在多年實踐中總結的寶貴經(jīng)驗。遙測、遙信、遙控三方面是從應用的不同角度出發(fā)，各自完善其功能，三者相輔相成彼此互相協(xié)調，缺少某一部分都不能完整的實現(xiàn)配網(wǎng)自動化。

SCADA系統(tǒng)的核心功能是監(jiān)測和控制。

現(xiàn)在先從最基礎的線路檢測的遙測分析信息需求。目前的配網(wǎng)運行方式是交流三相供電方式，中性點有五種不同的接地方式。這種中性點不接地或小電阻接地方式，與中性點直接接地方式比較，在檢測計算上是有一定的區(qū)別的。智能環(huán)網(wǎng)柜對配網(wǎng)線路的檢測重點，按照交流電的基本特性分析。

交流電的基本特性：電壓降、頻率、向量（初相位）。所以遙測的信息量是依照交流電的特性確定。檢測開關柜的每回線路的電壓、電流、相位是遙測的基本內(nèi)容。

遙信的檢測也同樣重要，運行狀態(tài)信號決定了遠程操控能否準確無誤。基本的遙信范圍分為三類。

一是公共信息如柜體氣壓，箱門、后備電源。

二是回路開關狀態(tài)信息如分合閘、接地、儲能狀態(tài)。

三類是故障信息如相短路故障，斷線接地故障。通過遙信和遙測就奠定了故障檢測的基礎。

三、智能環(huán)網(wǎng)柜結構設計

智能環(huán)網(wǎng)柜上、中、下三層結構設計

（1）實現(xiàn)柜體的一次和二次部分的一體化,實現(xiàn)即插即用的方式。

（2）根據(jù)環(huán)網(wǎng)柜在線路中所處的位置，區(qū)分不同的功能。

（3）必須與先進控制技術結合實現(xiàn)信息交換的準確性。

（4）集故障判斷、遠程操作、安全控制于一體。

智能環(huán)網(wǎng)柜需要四種不同的開關結構實現(xiàn)智能電網(wǎng)的自動管理。

標準設計開關柜

高度尺寸要求:

根據(jù)眼睛的平視高度柜體的高度應在1600mm 左右適宜，高度不合適時操作人員會感到不適。

柜體的寬度是根據(jù)回路數(shù)決定的，寬度不受限制。

二次設備包括后備電源，電操控制器，F(xiàn)TU終端設備，光纖通信設備及連接電纜，全部密封在一個不銹鋼的箱體內(nèi)。箱體前面開出一個透明的窗口，能直接看到里面設備的各種信號指示燈。

測量CT 、PT 直接安裝固定在電纜頭上，電纜頭之間距離在 15cm 以上，能確保CT 能套進去。

四、設備裝配布線

開關柜智能操控裝置（智能終端）是成套設備的核心部件，是針對當前中壓系統(tǒng)開關柜研制開發(fā)的一種新型、多功能、智能化數(shù)字化動態(tài)指示的現(xiàn)場終端信息采集裝置。

智能終端裝置能夠適用于10KV-20KV戶外多種電力開關柜。

開關柜智能操控裝置功能強大，它以“一體化“的結構布局配套于開關柜，簡化了開關柜的面板設計，美化了面板布局。

具有動態(tài)數(shù)字指示、帶電顯示及閉鎖、及其控制狀態(tài)、一次回路電壓值電流值顯示、遠方/就地操作、遠程通信等功能，智能裝置的安裝使用使傳統(tǒng)電力開關柜進一步提升了智能化、網(wǎng)絡化、數(shù)字化，在“互聯(lián)網(wǎng)+”模式下實現(xiàn)電網(wǎng)運行的智能化。

由于設備結構緊湊、小型化后剩余空間狹小，一定要采用標準化布線、按照設計圖紙在工廠定制標準連線：

智能裝置是進行整體結構設計、結構選型、材料等方面技術攻關，確保現(xiàn)場安裝時有足夠的強度和穩(wěn)定性。

智能一體化開關柜采用歐洲EIB（ElectricalInstallation Bus）（國標GB/Z20965-2007）標準布線方式。

最大的特點是通過單一多芯電纜替代了傳統(tǒng)分離的控制電纜和電力電纜，并確保各開關可以互傳控制指令，因此總線電纜可以以線型、樹型或星型鋪設，方便擴容與改裝。

電氣線路簡單，安裝方便，易于維護，節(jié)省大截面線材消耗量，降低投資成本和維修管理費用，縮短安裝工期，提高了投資效益。

立絡電氣把握住了成套設備的設計和生產(chǎn)方向，將成套設備的智能化、小型化、高安全性和可靠性能集成一體，也就是最終研發(fā)出新一代一二設備相融合的電網(wǎng)智能裝備。

五、整機調試

實施10KV 饋線自動化可以在配網(wǎng)自動化系統(tǒng)里一并完成，實現(xiàn)饋線自動化（自動判斷故障—隔離故障）主要有三種方法：

（1）、多斷路器組合通過各斷路器順序配合隔離故障，這種方式常被稱為過電流判斷法。

（2）、10KV 線路上安裝多臺分段開關，當故障時斷路器跳閘造成線路失壓，線路上所有的分段開關全部自動分閘，經(jīng)過逐步來電合閘的方式，隔離故障區(qū)域。這種方式稱為電壓法。

（3）、采用智能環(huán)網(wǎng)柜的故障判斷功能，直接把故障線路的開關分閘，實現(xiàn)一次定位一次切除故障。這種方法就是結合了電壓法和電流法的特點，用智能的方法進行計算判斷，所以智能環(huán)網(wǎng)柜的故障隔離效率最高。

六、智能環(huán)網(wǎng)柜應用效果

智能環(huán)網(wǎng)柜一體化實際上是能夠具有設備的自診斷和遠方診斷功能，基本的遙控信息是否準確，設備的運行工況信息采集，能夠以分布式的監(jiān)控方式上報到控制中心。遙測、遙控、遙信的結果實現(xiàn)安全可靠地和控制軟件相交換，是一個完整“三遙”解決方案。

智能環(huán)網(wǎng)柜的轉供電應用技術：

10KV 線路轉供電是指改變供電方向，把用戶的供電線路改變，從另外的線路或變電站供電。在進行轉供電的時候如果電源是徑向的（也就是同方向的）可以直接操作。操作順序是先斷開線路，用戶短時間停電也就是負荷側斷電，然后合上電源恢復供電。

智能環(huán)網(wǎng)柜可以實現(xiàn)線路的不停電轉供電（帶電轉供電）。如果進行相向電源合閘（雙側線路帶電）時，一定要檢測雙側線路的電壓降在正常范圍（10%）以內(nèi)，電源側與負荷側的電壓降有很大的差額，大量的循環(huán)電流可以流經(jīng)線路，對沖電流形成浪涌沖擊雙側線路設備。由于電源來自不同的線路，相序檢測也很有不要，合閘一定要在智能環(huán)網(wǎng)柜閉鎖操作之前進行，否則操作會被系統(tǒng)自動禁止。同樣道理在環(huán)網(wǎng)運行模式下，同步檢測是隨時檢測的，在回路系統(tǒng)操作也必須在閉鎖開關進行前才能實施操作。

相序的判斷根據(jù)旋轉矢量角的旋轉方向確定三相交流電的相序。旋轉矢量角的旋轉方向通過采集三相實時電壓/電流信號，求取電壓/電流旋轉矢量的相角差，計算一定時間間隔之間的旋轉矢量相角差，根據(jù)所計算的旋轉矢量相角差的符號確定旋轉矢量角的旋轉方向，旋轉矢量角的旋轉方向可通過計算在一個市電周期之間的旋轉矢量相角差確定，旋轉矢量角可根據(jù)反三角函數(shù)計算，其所處象限值由坐標變換后的兩相值的極性判別，相角差經(jīng)濾波處理或求平均值后可以得到準確穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，智能化開關柜設備要求適用性強，數(shù)據(jù)采集精度高分析判定結果準確。