隨著電網基礎設施建設和電力能源投入的發(fā)展，電氣成套設備需求量逐年增加，產品升級換代速度加快，生產設備及加工工藝有了明顯改進、電氣設備智能化、一二次融合技術、集成一體化等設備性能有了明顯的提高。

一次設備是指直接用于生產、輸送和分配電能的生產過程的高壓電氣設備。它包括斷路器、隔離開關、自動開關、刀閘開關、電纜母線、輸電線路、電力電纜等。由一次設備相互連接，構成配電設備開關或進行其分合閘操作過程的電氣設備稱為一次設備。也稱為無源組件。二次設備是指對一次設備的工作進行監(jiān)測、控制、調節(jié)、保護以及為運行、維護人員提供運行工況或生產指揮信號所需的低壓電氣設備。由二次設備相互連接，構成對一次設備進行監(jiān)測、控制、調節(jié)和保護的電氣設備稱為二次設備。也稱為有源組件。

一、智能化一體化（一二次融合）開關柜技術特點：

成套一體化設備是在工廠生產時就已經用上一、二次融合技術。

具有在配網自動化系統(tǒng)建設中實現即插即用的效果。使得自動化管理的自動告警、應急處置、運行實時監(jiān)測、維保檢驗和信息的監(jiān)察、后臺數據的統(tǒng)計分析等功能在加速通信后直接實現。能通過配網SCADA系統(tǒng)監(jiān)視10kV線路負荷情況及進行遙控操作，因此在主網故障、主網停電、用戶接火、故障轉供時，較少進行配電網方式調整。配電網自動化系統(tǒng)的“遙測”功能，可對運行方式調整進行準確的計算；結合其“遙控”功能則可對運行方式進行隨時的靈活調整。

（1）開關柜智能操控裝置DTU 二次設備（嵌入式智能終端）是開關柜自動化成套設備的核心部件。其中電子控制器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、電操控制機構

（2）智能化數字化動態(tài)指示的現場終端信息采集DTU裝置。對傳統(tǒng)裝備進行信息化技術升級改造，就是要把集成了工業(yè)自動化技術的嵌入式智能控制單元，經過增加元器件的技術改裝，使開關設備的電氣性能得到提升，能夠完整的實現配網自動化，系列配套產品提供了可靠的配網自動化設備設計改造的解決方案。

（3）設備的兼容性是關鍵，電子控制器要能夠安全的操控各種類型的開關設備。

（4）開關柜要從手動操作升級改造成遠動操作，首先就是加裝電動機驅動結構，把人工用搬桿操作轉換化為按鈕操作。

（5）個性化定制方案

定制化高端裝備與通用標準裝備的區(qū)別

高端裝備與傳統(tǒng)裝備的最大區(qū)別在于：

傳統(tǒng)裝備依靠的是傳統(tǒng)工藝，技術水平不高，勞動效率不高，勞動強度大。

高端裝備依靠的是高新技術優(yōu)勢，最容易取代傳統(tǒng)裝備。

而傳統(tǒng)裝備制造業(yè)與高端制造業(yè)的最大差距在于科技實力，高端制造業(yè)對傳統(tǒng)制造業(yè)予以改造和提升，是制造業(yè)發(fā)展的必然過程。

高端設備采用定制個性化生產，滿足部分設備升級需要。

高端裝備的技術特點

高端裝備制造是處于制造業(yè)價值鏈的高端環(huán)節(jié)，具有技術、知識密集，附加值高，成長性好，關鍵性強，帶動性大的特點。高端裝備是以強大通用裝備制造為基礎，由傳統(tǒng)型通用設備制造向價值鏈的高端來進行延伸。

成套非標定制化設備基本特征；

靈活組合的裝配形式多變。

應用覆蓋面大。

工藝與技術形成綜合運用。

組合定制高效率

簡單的操作能縮短工作時間，

提供多樣化的機器和最優(yōu)質的服務。

二、智能一體化開關柜技術

（一、二次設備） 融合關鍵技術也就是常說的一體化·技術。

由于各種電器元件安裝位置不同，在構成一個完整的電氣控制系統(tǒng)時，就必須劃分組件。

1、把功能類似的元件用模塊化的形式組合在一起；

(1)盡可能減少組件之間的連線數量，同時把接線關系密切的控制電器置于同一組件中；

(2) 減少電壓等級采用統(tǒng)一的供電電壓

(3) 可把外形尺寸、功能相近的電器用模塊的形式組合在一起；

(4)為了電氣控制系統(tǒng)便于檢查與調試，把需經常調節(jié)、維護和易損元件組合在一起。

2、在劃分電氣控制柜組件的同時要解決組件之間、電氣箱之間以及電氣箱與被控制裝置之間的連線方式：

電氣控制柜各部分及組件之間的接線方式一般應遵循以下原則：

（1）開關電器、控制板的進出線一般采用接線端頭或接線鼻子連接，這可按電流大小及進出線數選用不同規(guī)格的接線端頭或接線鼻子；

（2）電氣柜、控制柜、柜(臺)之間以及它們與被控制設備之間，采用接線端子排或工業(yè)聯接器連接；

（3）弱電控制組件、印制電路板組件之間應采用各種類型的標準接插件連接；

（4）電氣柜、控制柜、柜(臺)內的元件之間的連接，可以借用元件本身的接線端子直接連接；過渡連接線應采用端子排過渡連接，端頭應采用相應規(guī)格的接線端子處理。

（5）現場采集設備主要是開關分合閘位置觸點壓力傳感器，電壓互感器、電流互感器、還有一些輔助信息的觸點。

增加電動操作機構，要區(qū)分斷路器、分斷開關、負荷開關不同性能機構。

操作機構模塊化，通過完整的交互過程讓客戶直接參與成套設備的設計和制造過程中，精確定位客戶的實際需求，在這個過程中我們依據客戶的不同需求數據做出各種樣機模板提高了用戶的體驗。

改造遙信部份：主要是確定開關分合閘位置、接地刀閘位置、電操機構儲能、

電機旋轉方向技術原則等。

改造遙控部份：回路開關遙控分合閘控制輸出。遙控分合閘閉鎖控制輸出。滿足所有開關的不同的應用功能：例如斷路器、重合器、進線開關C 型、出線開關F型、負荷開關等五種常用到的開關。

對于智能電網的發(fā)展和配網自動化建設進行了一次積極有益的探索。利用線路上手動負荷開關柜，通過對環(huán)網柜結構性工藝改進,完成了手動本地操作到遠程自動化控制操作的技術升級改造.經過在手動環(huán)網柜上加裝電操機構、智能電子式電操控制器、取電PT變壓器和電纜測量CT等裝置，將手動操作的負荷開關柜改造成具備“三遙”功能的配網自動化終端，再將配電網中的關鍵節(jié)點更換為配網自動化終端設備,實現了手動環(huán)網柜進行配網自動化技術改造的整體技術方案。

（6）改造方案的重點事項包括：環(huán)網柜柜體結構性工藝改進設計;現場取電PT根據環(huán)網柜類型專門定制;加裝的電子式智能控制器,實現二次控制集成化,將集成了交直流轉換后備蓄電池組、安全操作控制器、DTU于一體集成。環(huán)網柜在沒有單獨電源PT 柜的情況下，解決了自動化設備AC220V電源問題。加裝的電子式智能控制器集蓄電池、安全操作控制器、DTU于一體，通過復合傳感器技術、負荷調度報警控制技術、機械和電氣安全控制技術、一體化布線技術及中央集成監(jiān)控平臺技術五大核心關鍵技術，實現了手動開關柜的技術升級改造，滿足了開關柜一體化遠程控制的安全可靠性需求。

3、西門子公司SIEMENS 8DJ20智能一體化開關柜示范

SIEMENS 8DJ20 環(huán)網柜所有用于電氣及機械連接的絕緣套管均焊接在氣室上，不采用任何形式密封圈或塑料密封器件，完全保證了整個氣室的氣密性。溫度補償功能的壓力指示裝置，完全不受環(huán)境氣候影響。采用單刀頭三位置負荷開關，從機械原理上杜絕了負荷開關在合閘狀態(tài)下同時操作接地的可能。

西門子公司電力和過程自動化產品家族，以完備的產品系列組合為電氣系統(tǒng)提供IT系統(tǒng)等解決方案。西門子致力于提供高可靠性產品,憑借創(chuàng)新工業(yè)設計和智能制造技術，借助系統(tǒng)的模塊化制造，可以簡化整個制造和安裝流程,。使效率得到提升。

西門子通過業(yè)界最全面的能源管理產品系列提供開放、靈活的解決方案和服務架構：特別是在配電網智能化方面, 推廣新型西門子智能電網套件,借助該套件，可實現大批定制解決方案，建設更智能的電網基礎設施，以及進一步開發(fā)穩(wěn)定系統(tǒng)，西門子已將信息技術作為業(yè)務主驅動。其瞄準物聯網、云計算、大數據等技術，集成了目前全球先進的生產管理系統(tǒng)，不斷開發(fā)出新的商業(yè)模式。

（1）、西門子8DJ20開關柜方案是固定的，無法擴展，多用于戶外開閉所，電纜分接箱等無需計量的二次配電系統(tǒng)中。適用于各種變電站-包括在極端惡劣的環(huán)境條件下，例如：工業(yè)環(huán)境，潮濕、多沙或粉塵地區(qū)，簡易的戶外變電站。

（2）外形尺寸

西門子8DJ20外形體尺寸長1400mm 寬850mm高1400mm

打開箱門后柜體尺寸長1600mm 高1600mm

（3）西門子8DJH升級過程系統(tǒng)測試

最后施工結束后，要進行全面的系統(tǒng)測試。

現在按照測試系統(tǒng)要求做一個完整的出品出廠前實驗。

公共端信息有四項 箱門打開，外電丟失，電池故障，箱體氣壓低

退開接地刀閘，對轉電腦和顯示面板

手動分閘信息狀態(tài)監(jiān)測

電動分合閘試驗

遠程遙控試驗

工廠化生產效率高，產品質量穩(wěn)定。

三、配網自動化升級改造綜合解決方案。

方案包括：安全控制等級提升、柜體結構布局、一二次綜合布線，電纜網絡自動化和架空饋線自動化不同的控制模型及控制技術、開關柜功能標準化適當減少開關柜的種類、故障定位技術、標準化施工流程、軟件在線監(jiān)測、系統(tǒng)安全評價，運行方式及保護整定分析、投入運行后期維護、系統(tǒng)實驗性測試、線路故障仿真及實操培訓等項內容。

改造任務就是在操作機構上加裝驅動電機，由依靠人工用搬桿操作，升級為電動按鈕操作。充分利用舊設備進行升級改造，做到一次設備和二次設備緊密結合。

1、智能化一二次融合成套設備使整個輸配電系統(tǒng)的保護、控制、監(jiān)控、測量等集中起來，實現配電網絡自動化，為廣域監(jiān)測和診斷系統(tǒng)奠定了基礎，確保電力系統(tǒng)的安全、可靠、經濟運行。隨著計算機技術、數據處理技術、信息傳感器技術、通信和數據存儲技術、電力電子技術等的發(fā)展及各學科間的融合，電氣成套設備的智能化、小型化、緊湊設備逐步成為行業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。

電氣成套設備應用主要通過3個途徑實現。

（1）在以后的增量電網建設中直接安裝智能電氣成套設備。

（2）將存量運行設備做技術更新改造，增加了電氣成套設備智能化水平。

（3）光纖到戶

光纖通信具有通信穩(wěn)定、容量大、速度快等優(yōu)勢，完全具備配電自動化遙測、遙信和遙控‘三遙’的通信要求。電力光纖到戶小區(qū)可實現用電信息采集。

2、建設經濟、高效、可靠的智能電網，離不開現代化先進的通信技術平臺。智能電網的供電可靠性又是智能化電氣設備的首要條件，進一步優(yōu)化和完善電力通信網，實現電網運行狀態(tài)數據傳輸的數字化。電力光纖到戶是提升配網自動化水平和提高供電服務質量而進行的一項基礎建設。

3、新投運的智能化配電系統(tǒng)顯示出了智能電氣設備的魅力。新型的智能化電氣設備能夠自動對故障點進行定位，自動隔離故障區(qū)間，自動化系統(tǒng)停電時間不會超過1分鐘就能恢復用戶供電。。

4、在不斷總結開關柜改造的經驗教訓的基礎上，統(tǒng)一認識克服技術障礙，經過以創(chuàng)新的技術和方法完成了戶外開閉所和環(huán)網柜的整體升級改造。

改造后電氣設備的各項技術指標均滿足南方電網《配網自動化建設技術導則》要求。并且實現一次掛網正常運行，各項指標和施工質量達到規(guī)劃設計要求。

5、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、智能化數字化動態(tài)指示的現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、網絡化、數字化，在“互聯網+”模式下實現電網運行的智能化。

6、結構緊湊、標準化布線：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。

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智能裝備。