智能开关

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智能开关范文第1篇

【关键词】 智能组件 组合电器HGIS IEC61850 在线监测

1 概述

近几年智能化变电站试点工作的不断推进，基于智能化、网络化二次设备的综合自动化变电站越来越多，这大大提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电网和电网调度的灵活性和可靠性。但由于各种原因，一次设备的智能化却相对滞后，因此，智能开关智能组件及其相关应用研究，大大提升了变电站建设整体的智能化水平。

2 研究内容

整合性智能开关是指利用传感器、微型处理器、数字通信系统等技术，对组合电器开关运行状况进行实时监测、控制，并通过高级应用软件把获取的数据进行分析、挖掘，实现高压开关的测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化。整合性智能开关的应用，使人们由以往关注设备可靠性转变为关注电网可靠性，大大提高了电网运行的智能化水平，降低运行管理成本。同时，还可以实现设备的寿命预测，从电网的大视角进行设备周期成本管理。

整合型智能开关智能组件及标准化接口研究，简化变电站系统架构，减少站内的电缆连接，规范设备间的功能接口，进一步提升工厂预制型变电站各模块的独立性及功能扩展的便利性。

研究内容：

（1）采用数字输出的电子式互感器、配智能终端的高压组合电器智能开关。一次设备和二次设备间用光纤传输数字编码信息的方式交换采样值、状态量、控制命令等信息。

（2）基于IEC61850标准，二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消控制电缆。

（3）智能化组件中包括设备健康状态监测和程序化控制系统等自动化系统，提升自动化水平，减少运行维护的难度和工作量。

（4）智能化组件的各信息相对整合，在模块中构建层次化的结构体系，实现模块中各资源的高度集成和共享。

3 智能组件技术方案

3.1 智能组件

智能组件主要由若干IED集合组成，承担与宿主设备相关的测量、控制和监测等基本功能。在满足相关标准要求时，还可承担计量、保护等功能。如图1所示，智能组件主要功能：

而智能组件主要采用高性能嵌入式CPU、FPGA等技术，将通讯、采集和计算等功能硬件化，从而确保了装置具有足够的数据处理能力，并且更加稳定可靠。

4 智能组件技术特征（如图2）

4.1 智能组件原理

电子式电流互感器采用的是：罗斯线圈原理。电子式电压互感器采用的是电容分压的原理。

电子式电流互感器采用Rogowski线圈方式实现一次电流信号的转换。电子电流式互感器可直接输出数字量信号，并实现采集信号，基于IEC61850对外进行光纤传输。

4.2 在线监测部分

具有较高性能的开关设备和控制设备，配有电子设备、传感器和执行器，不仅具有开关设备的基本功能，还具有附加功能，尤其在监测和诊断方面（如图3所示）。

通过对关键设备的运行状况进行实时监测、控制，实时接收各模块上传数据，并通过高级应用软件把获取的数据进行就地分析、挖掘，并与站控层进行通讯，从而实现组合电器开关的测量数字化、控制网络化、状态可视化、功能一体化和信息互动化，从而优化电网的运行和管理。

4.3 断路器机构状态监测

主要进行召唤SF6传感器采集的数据，并利用FPGA实时、高效、稳定的技术手段进行就地分析、处理，并将处理结果发送至站控层。

（1）实现结构（如图4）。

（2）实现方案（如图5）。

采用强大的FPGA作为主控单元硬件平台基础，为整个设备的运行提供了较高的配置和稳定运行的基准。

4.3 一体化设计结构（如图6）

5 系统特点

（1）新一代全面支持数字化变电站的智能终端。装置采用最新研制的POWER PC平台，支持实时GOOSE通讯。

（2）POWER PC平台按照具有长达10-15年的生命周期设计，装置插件根据需要可以在保持与平台兼容的情况下平滑升级，从而为组合电器开关投资提供了长期稳定的保障。

（3）装置采用了高性能CPU、内部高速总线、智能I/O，硬件和软件均采用模块化设计，灵活可配置，具有插件、软件模块通用，易于扩展、易于维护的特点，将为用户带来备品备件种类少替换方便的优点。

（4）能够接收保护跳合闸、测控的手合、手分及闸刀、地刀控制的GOOSE命令，输出相应动作接点；能够采集并上送断路器、闸刀及地刀位置、断路器本体信号等。

（5）出口动作速度快，从收到GOOSE 报文到出口继电器动作

（6）出口继电器经启动闭锁，可以有效保证装置动作的可靠性。

（7）装置采用全密封、高阻抗、小功耗的进口继电器，减少装置的功耗和发热，以提高装置的安全性。

（8）具有灵活的通讯方式，配有2个独立的GOOSE接口。支持新一代变电站通讯标准IEC61850。

（9）支持光纤IRIG-B码对时和1588对时。

（10）具有环境温度和湿度的测量功能。

（11）装置采用整体面板、全封闭机箱，强弱电严格分开，抗干扰能力大大提高，达到了电磁兼容各项标准的最高等级。

（12）装置经过了严酷的高低温试验，可以在户外恶劣的环境中运行，为装置专门设计的户外柜柜，其防湿热、防水、防尘、防辐射等各项技术指标都能满足户外安装的要求。

（13）装置能够存储长达1年的在线监测数据量，并能够进行所有电流信号监测的波形录波以及位移行程录波功能，后台可以通过MMS网络获取相关录波波形。

（14）电流监测回路采用穿心式电流传感器，在不破坏原来电气回路和增加原来电气回路复杂性的基础上实现电流采样。

智能开关范文第2篇

关键词：智能家居；蓝牙4.0技术；智能开关；CSR1010

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2016）06-00-03

0 引 言

近年来，物联网技术不断发展，成为继互联网之后的又一个重大科技创新。而智能家居成为了物联网的一个重要应用领域。智能家居概念起源于20世纪80年代初的美国，称之为Smart Home[1]。其涉及多个领域，如通信网络、系统集成、家电、医疗、传感器件、自动控制等[2]。智能家居的发展经历了4代，第四代的要求即基于物联网技术达到可根据用户需求实现个性化的功能[3]。与普通家居相比，物联网智能家居不仅具有传统的居住功能，还可提供信息交互功能，使得人们能够随时对家居设备进行控制，让家居生活更加安全、舒适[4]。

随着人们对家居环境的安全舒适等要求不断提高，物联网技术应用到家居生活的需求也不断增强，目前市场上已经有很多像智能开关这样通过手机达到自动控制的家居产品。比如欧瑞博的智能插座，其通过在插座上嵌入WiFi模块来达到智能控制的目的，但其采用的WiFi技术功耗相对较大。在智能家居领域，低功耗很重要。比如飞利浦的Hue Lights智能LED灯[5]，采用ZigBee技术达到可通过智能终端设备控制LED灯的开关状态以及颜色亮度等。但因目前智能终端上不支持ZigBee通信，所以不能对其进行直接控制，而需要一个中继设备，这样既提高了成本，也带来了不便。低功耗蓝牙4.0技术是一种数据量低、应对通信的突发性强、可依据需求进行定制的短距离通信技术，采用该技术可有效组建成本低、复杂度低的无线体域网和无线个域网[6]，并且目前蓝牙4.0技术已经广泛应用到智能手机设备中。与传统蓝牙设备相比，其克服了主设备连接7个从设备的限制，而且传输距离也能够达到50～60 m[7]。

通过对比，本文设计了基于蓝牙4.0技术的智能开关控制系统，主要通过在传统开关上嵌入的蓝牙4.0控制模块与智能手机终端直接连接进行通信，达到对智能开关的直接控制以及定时操作的目的。

1 系统总体架构设计

智能开关的系统架构如图1所示，整个智能开关的系统主要由智能开关及智能移动终端两部分组成。其中，移动终端作为整个系统的控制端，通过直接与智能开关相连而控制开关。智能开关作为被控制端，负责接收来自手机的命令并执行。

1.1 智能开关

智能开关上嵌入的蓝牙模块采用的是低功耗的CSR1010蓝牙芯片。该芯片拥有32个引脚，并可支持对Flash和E2PROM进行程序下载。智能开关正是通过蓝牙模块达到与智能移动终端进行数据传输、控制操作的功能。

1.2 智能移动终端

系统中对智能移动终端的要求是要支持蓝牙4.0通信技术。通过智能移动终端上的App控制程序来控制开关的通断电。其中，App主要通过利用相关API函数调用手机的蓝牙适配器，实现对智能开关设备的发现、配对、连接、控制，并发送相关控制信息的功能。

2 智能开关的设计

对智能开关的设计主要分为硬件设计和软件设计。其中硬件设计主要包括电压转换模块和蓝牙开关控制模块；软件设计主要通过在CSR1010蓝牙芯片上运行蓝牙4.0协议，并在此基础上进行配置，从而达到对开关进行控制的目的。

2.1 智能开关的硬件设计

2.1.1 电压转换模块的设计

电源芯片采用POWER INTEGRATIONS公司生产的LinkSwitch-TN小功率输出系列AC-DC电源转换芯片，该芯片适合替代所有使用电容降压的电路，应用于小家电和LED驱动。根据输出的功率需求，选择LNK304作为电源转换芯片。

该芯片支持降压拓扑结构，集成自动重启功能，过稳保护功能，相对于电容降压式方案功率因数更高。并且只需要少量的外部元件，就可以实现220 V交流电到3.3 V直流电源的转换。

2.1.2 蓝牙控制模块的设计

智能开关的蓝牙控制模块的电路如图2所示，主要包括系统指示灯、SPI 程序下载接口、复位、电信号电路等。系统的时钟源采用16 MHz的晶振，采用E2PROM进行存储。通过SPI 串行外设接口下载与调试固件程序。利用蓝牙芯片引出1个引脚，设置为电信号模式，用于控制开关的状态。

2.2 智能开关的软件设计

CSR 1010芯片支持包括了ATT、GATT、GAP、L2CAP、SMP等规范的蓝牙4.0协议栈[8]。其中，通用访问规范（GAP）规定了包括广播者、观察者、中央设备和设备四种角色。在智能开关系统中，开关作为设备，移动终端作为中央设备。而在系统中，智能开关作为Server端向智能手机终端（Client）暴露GATT规范层的自定义开关服务。规定特征值1用于控制开关的通断，长度为一个字节。当移动终端将特征值1设置为0x00时表示命令为关，设置为0x01时表示命令为开。

智能开关上电后，首先对系统进行初始化，主要包括SMP、GAP、GATT、硬件等模块的初始化。初始化完成后，智能开关开始向外广播，用以让智能终端发现其存在。但由于用户不会在较短时间内对智能开关进行反复的通断电操作，并考虑到能量消耗与开关的广播频率有很大关系，为降低能耗，故将智能开关的广播状态设置为快播、中播、慢播不同等级。对于不同的等级，广播的持续时间和时间间隔也不同。快播广播的持续时间是30 s，广播的时间间隔是50 ms，中播广播持续时间是3 min，时间间隔为640 ms，其余都为慢播状态，慢播广播时间间隔为5 s。

3 智能移动终端的软件设计

智能移动终端设备在蓝牙通信过程中作为主设备，能够扫描、发现设备，并对设备发起连接请求，连接成功后发送控制指令或断开与设备的连接。在软件设计上，当用户开启软件后，首先进行相关数据的初始化工作，主要包括从本地数据库中读取已配对的智能开关设备信息；然后系统开始按一定的时间间隔扫描设备，通过此操作可以同步设备的开关状态信息；当需要控制开关状态时，则发起连接请求，连接成功后，发送规定好的数据命令控制开关操作。智能移动终端的软件工作流程如图3 所示。

在利用蓝牙4.0通信技术时，理论上作为主设备的移动智能终端能够同时与无数个设备相连，而作为从设备的智能开关只能同时被一个主设备控制。考虑蓝牙4.0协议可在3 ms建立连接并传输数据的特性，为了能够实现多个用户在一定时间间隔内对智能开关的并行控制，设计采用控制完成立即断开连接的方式。对于智能开关设备的信息管理，采用了SQLite数据库[9，10]设备管理模块对开关相关信息进行存储与管理。

4 实验结果与分析

根据系统的设计要求，设计出的智能开关模块实物图如图4所示。

对智能开关系统进行多次反复测试。测试方式为用户通过智能移动设备以不同的时间间隔连续不断地向智能开关发送开关命令请求，以及对开关进行定时操作。测试结果表明，在蓝牙的可通信范围内，通过智能移动终端设备能有效控制智能开关设备的开关状态，也能对开关进行定时操作。观察发现，开关对命令反应灵敏、快速，对于定时规则均能在准确的时间正确执行命令。但通过对蓝牙通信距离的测试，发现蓝牙的通信距离要比理论值短很多。空旷地区可以在30 米内进行控制，室内10 米左右。经仔细排查终于发现，蓝牙天线下面PCB板上的铜覆盖干扰了信号的传播距离。去掉铜后，通信距离得到很大的提高。室外可达50米左右，室内可达23米左右。完全满足智能家居对智能开关控制的需求。

5 结 语

本文通过对智能开关的硬件设计、软件实现以及智能移动终端App的程序设计实现了一种基于低功耗蓝牙4.0 通信技术的智能家居智能开关控制系统。该系统以智能移动终端为控制中心，智能开关设备作为设备，通过蓝牙4.0通信技术实现智能移动终端对智能开关的自动控制功能。经实验测试表明，该系统性能良好、反应灵敏且操作准确，可以满足用户的实际需求。

参考文献

[1] ALAM M，REAZ M，ALI M.A review of smart homes-past，present，and future[J].IEEE Trans. Systems，Man and Cybernetics，2012，42（6）：1190-1203.

[2]童晓渝，房秉毅，张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信，2010（9）：16-20.

[3]潘洪涛.大数据时代广电新媒体的发展[J].青年记者，2013（18）：21-23.

[4]高小平.中国智能家居现状及发展趋势[J].低压电器，2005，1（4）：18-21.

[5]张少华，魏志远.基于蓝牙4.0技术智能灯泡的设计与实现[J].物联网技术，2015，5（4）：90-93.

[6] Robin Heydon. Bluetooth Low Energy The Developer，sHandbook[M].Pearson Education，2013.

[7]陈灿峰.低功耗蓝牙技术原理与应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2013.

[8] RobinHeydon.低功耗蓝牙开发权威指南[M].陈灿峰，刘嘉，译.北京：机械工业出版社，2014.

智能开关范文第3篇

(一)选题背景

随着科学技术的日新月异和生活水平的迅速提高，人们对于身体健康保障的要求越来越高。当病人突出心脏病、脑溢血、低血糖、癫痫病等突发性疾病时，病人的生命安危将在很大程度上决定于病人能否在最短时间内得到有效的救助。由此自然促进了急救业务的发展和常用急救知识的普及。但是在国内，整个急救体系还处于起步阶段，存在的很多隐患可能在病人突发症病后影响急救效率。例如，如果一个心脏病人在路边散步时突然发病倒在路过该怎么办?打电话?如果附近没有公共电话呢?找人帮忙?一旦被非专业人员错误处理，导致延误治疗很可能弄巧成拙。打车送医院?资料表明，当病人心跳停止后

5-10min脑细胞就开始死亡。换句话说：在这种情况下必须要让专业急敌人员尽快到场才能保证病人的生命安全。从这个角度进行思考，我提出了这么一个设想：能不能设计一种装置使得病人因突然发病而跌倒到医生赶到救治的过程得到尽快的简化呢?

我在专利局查阅有关资料之后，发现国内目前尚没有此类产品的设计。一个类似创意的设计是：在一个瓶子内设置两个金属接点，瓶子内部灌一些水银。当人站立时，水银集中在一个接点处，电路断开。当人倒地时，瓶子的倾斜使水银同时接触到2个接点，电路被触发，瓶子内置的警报器发出警报，示意求助。这个设计显然是很粗糙的。

(1)它只是通过身体倾斜的角度来决定是否报警，而不是按照真正的生理状况，必然会出现很高的误报率。

(2)它无非是在最短时间内引起了别人注意，却并没有使整个过程简化，所以对于提高救护效率不会起到实质影响。

结合我自己的设想和现有设施的缺陷，我希望做出一套“倒地后急救体系”：当病人倒地之后，用一个监测装置感知病人诸如血压、脉搏等生理状况并进行数值分析。一旦确定病人已经发病，就发出无线电信号给最近的急救站，急救站通过gps定位病人的位置并以最快的速度调度急救人员。

智能开关范文第4篇

关键字：电力安全 开关柜 除湿装置

中图分类号：TU855文献标识码：A

一、 开关柜在线智能除湿装置开发的背景介绍

1. 开关柜除湿装置应用概述

为确保开关柜应用的安全性，我们往往采用安装除湿装置的方法，避免因为温度变化造成的线路故障。一般来说，普通加热型除湿器的应用是最为常见的。它的工作原理在于，通过该装置的应用，将环境温度升高使得空气中能容纳更多的水份，从而防止水汽在柜内凝露，造成线路故障。然而，这种常规装置却存在很大弊端，其原因就在于空气中的水份一直停留在空气中，如果外部温度急剧下降，空气中的水分就会凝露于开关柜表面，开关柜应用的风险就会加大。为了解决普通除湿装置的安全隐患，迫切需要加强对开关柜除湿装置的研发，以提高除湿的效果，确保应用安全。

2. 开关柜在线智能除湿装置开发简介

在对实践经验总结的基础上，我们提出半导体式除湿装置项目的研究与开发。我们认为，通过在线智能装置的开发，当柜体内的湿度超过定值时，使空气中的水分在半导体制冷片的冷端表面凝结成水滴，出现结露现象，把水滴收集通过管道排除柜体，起到对开关柜的除湿效果。通过本次研发，实现了除湿器安装的便捷化，而且运行安全可靠，能够更好适应目前气候变化和电力应用的需求。

二、 开关柜在线智能除湿装置的研究与开发

1. 开关柜除湿装置应用中的问题分析

要进一步降低除湿装置运行失效或是受凝露影响造成安全隐患的问题发生，避免因空气潮湿而引发的安全隐患和事故，确保变电设备的安全运行。首先，我们要对应用中的问题进行汇总和分析。

（1） 受环境因素影响，气候潮湿，湿度较大，降低了电气设备的绝缘强度。

（2） 空气中的水分附着在绝缘材料的表面，使电气设备的绝缘电阻降低，特别是使用年限较长的设备，内部有积尘吸附水分，潮湿程度更严重，绝缘电阻更低。设备的泄漏电流大大增加。

（3） 受气温变化影响，特别是夏季尤其在梅雨季节，气候潮湿、高热，变电所里的高低压柜容易产生凝露。

（4） 水汽使绝缘降低引起的故障发生几率增加。

基于以上原因，实践中，开关柜的除湿保护工作难度较大，我们希望通过智能装置的研发，解决常规装置的不足和问题，进一步提升工作效率，降低应用风险。

2. 开关柜在线智能除湿装置的开发与部署

在单位领导和同事共同努力下，我们进行了开关柜在线智能除湿装置的创新新研究。研究主要方法在于，采用半导体材料作为制冷源，利用半导体制冷片冷热端的温差可以达到40～65度的原理，使潮湿空气遇较冷物体时结露，形成水滴排出体外。本装置的应用有助于开关柜内的空气干燥，避免因湿度过大造成设备的损坏，特别适合于像慈溪这种高湿、高热的地区，尤其在梅雨季节，开关室内的潮气很大，装置能有效降低空气中的湿度，切实提高变电设备的运行安全，节约检修人力物力才力，减少维护成本，保证供电可靠性。

根据该项目的组织和部署规划，在项目经费控制下，进行除湿装置的外观试制和改进，并进行传感部分的传感器定制、控制部分的中央处理器和执行器定制。值得指出的是在执行器定制中，包括各个独立的执行器件，主要有半导体制冷片、冷凝片、散热片、风扇等的试验加工。在该项目中，我们通过模型定制到试行应用，到问题的反馈和改善，逐步摸索出一种新型的在线智能化的开关柜除湿装置，实现了安装的便捷化和应用的高效化。

三、 开关柜在线智能除湿装置的功效与研究成效

通过我们的研究，开关柜除湿装置的功效有了很大的改进，因此，我们对其主要的创新点进行汇总，并对整个研发工作进行总结。

1. 开关柜在线智能除湿装置的创新与突破

首先，本次研究的新型除湿装置采用半导体制冷技术，在冷端可以把温度降至0℃以下，使空气中的水分冷凝结露形成水，通过封闭管道排出柜体外，确保开关柜内的空气干燥。这是在原有装置功效基础上，进一步降低环境温度对于开关柜除湿性能的影响。

其次，该装置采用自保护的开关电源，供电电源具有过流、短路保护，一旦装置出现过流或短路现象，电源自动切断，以确保其他电气设备的正常使用。电力系统内各组成单元是相互影响和共生的，新增的设计，能够减少因开关柜局部问题对于整体电力系统的影响。

第三，该装置具有高可靠性，致冷组件为固体器件，无运动部件，因此失效率低，使用寿命长。与此同时，该装置还不需要任何制冷剂，工作时不产生震动、噪音，性能更加稳定。

最后，该装置运用计算机数字技术，具有湿度显示，设置湿度控制阀值的功能，进一步提升了电力系统的智能化水平。

2. 开关柜在线智能除湿装置的应用成效

该项目研发达到技术标准后，随即投入到35KV花木变、厉家变、新界变等慈溪20座35KV变电所安装使用中，从反馈信息来看，运行状况良好，进一步提升了该装置的可行性。

总结目前开关柜在线智能除湿装置取得的呈现，我们看到它的优越性逐步体现出来：

（1）在功效上，能够进一步防止凝露的产生，解决解决因凝露产生造成的危害，并减轻夏季用电高峰检修人员的工作量。

（2）从地区优越性上来说，特别提现在第二季度和第四季度，由于湿度过大，由于绝缘降低引起的故障频频发生。本项目的实施，将避免这种情况的发生，是保证设备安全可靠运行的手段之一。

（3）对整体系统性能影响上。通过该项目的实施，在变电所里的开关柜安装智能在线除湿装置，确保满足开关柜内使用的设备对环境的要求，避免因空气潮湿而引发的安全隐患和事故，保证了变电设备的安全运行。

四、结束语

开关柜在线智能除湿装置的研发，既是解决传统装置工作中弊病的必然要求，也是研发团队关注实际作业，提升电力系统智能化和技术化水平的重要职责。通过研究，新型装置取得了国家认可，获得了一项国家实用新型专利，更重要的是一次大胆的创新和尝试。未来，针对研发和应用的不足，我们将进一步进行分析，规范作业流程，强化系统研究。

四、 参考文献

【1】智能开关柜操控装置设计及应用，工控技术网。

智能开关范文第5篇

关键词：智能电网；智能开关；开关柜；电器设计

中图分类号：TM591

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）15-0040-03

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　传统开关与智能开关的区别

由于传统的配电方式是通过断路器、熔断器、主令电器、控制继电器等各种电工仪表组合成的一种能够在高低压控制柜来实现开关配电及监视保护等措施，这种开关控制柜，在必要的情况下需要配有多种模拟指针仪表，为了方便给生产及维修带来方便，这种以人工直接进行控制而不是通过计算机智能管理是很难完成复杂的开关控制。

智能化开关柜则主要是采用了计算机智能监控模块技术，结合相应的管理系统软件的开关设备。之所以这种开关柜的应用成为现代电力系统的发展应用趋势，主要是其与现代技术的密切结合，其所展现的高端科学技术，再辅之以计算机的数据处理技术等相关技术的快速发展，它的迅速发展和广泛应用也就无可厚非了。同时智由于智能监控模块的功能与开关柜的智能化程度密切相关，这种开关柜在简化了传统开关柜二次接线程序的同时，也提高了电力设备的安全性和可靠性；与此同时，智能开关柜在性能方面更加易于维护，控制功能更强，并且可以通过通信接口，最大程度的推动实现电力站综合自动化无人值班。这些都是开关柜智能化技术的关键所在。

在普通开关柜的基础上，智能电力配电系统在配合新型的智能仪表（网络电力仪表、智能配电监控/保护模块等、网络I/O）的同时，通过电力网络通信接口，能够与中央控制室的计算机系统联网，从而实现对供配电回路的电压、电流等电参数的监测，同时也能对断路器的分合状态进行调制，在各种完善的远程监控软件的辅助下，实现遥调、遥信、遥测和遥控操作。

智能电网系统的信息测量主要由计算机智能现场数据监控模块完成：通过现场总线接口，将系统显示的数据传输到后台机，这样便于全时监控现场状况，实现网络集成式控制系统，满足电力系统安全运行的要求。智能化信息处理系统的主要功用在于：通过检验开关柜及其温度，及早发现故障，及时清除开关柜安全隐患；检测母线、断路器的性能及状况，对其功能实行全时监控；在线监视电力系统的人员及任务分配实施情况；在电力设备中主要是警示预警，比如线路老化，积雪挤压等状况，提醒电力部门及早处理；检测系统针对开关柜的各项命令的实施情况，检测其正确与否；对开关柜的智能化应用；记录下电网的故障，为以后的处理方式提供经验；通过专业的故障分析软件，细致分析故障的前因后果，提出较好地解决办法。

由于智能化开关柜技术初露端倪，发展尚不充分，有些技术难点尚有很大的争议，比如其中所应用的传感技术，目前尚无较大进展。当前符合应用水平的智能化装置比较少，大部分是利用微机技术中的数字信息监控技术代替传统的二次设备。

3　智能化开关柜设计原则

3.1　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。

3.2　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。

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。

4　电气设计原则

4.1　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。

4.2　二次系统设计原则

4.2.1　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。

4.2.2　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。

4.2.3　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。

参考文献

[1]　张玉泉，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）．