智能化开关

智能化开关设备

智能化开关设备（以下简称智能开关）由一次开关电器元件和智能监控单元组成。智能控制单元不仅可替代原有开关设备二次系统的测量、保护和控制功能，还能记录设备各种运行状态的历史数据、各种数据的现场(当地)显示，并通过数字通信网络向系统控制中心传送各类现场参数，接受系统控制中心的远方操作与管理。

一、智能开关的基本特点

1．现场参量处理数字化

2．电气设备的多功能化

3．智能开关的网络化

4．真正实现分布式管理与控制

5．真正的全开放式系统

二、智能开关基本结构

智能监控单元包括输入模块、中央控制模块、输出模块、监测模块及通信模块等。

输入模块的信号主要来自开关设备控制和保护的对象，包括模拟量和开关量两类信号。

中央控制模块是以微机CPU或单片微机为中心的最小系统，完成对开关电器元件运行状态和参数的处理，并根据处理结果或系统控制中心下达的命令，判断开关电器当前是否进行合、分操作，是否有故障并识别故障类型以及根据不同故障，按不同的方式(如反时限、短延时、瞬动等)输出保护控制信号。

智能开关成套设备需要将大量受控设备现场记录传至系统控制室中的上位机，接受上位机传来的各种操作命令和网络重组命令，其通信模块需完成与上位机之间的信息传递。

三、电器智能化网络的结构和特点

采用现场总线和数字通信网络技术，由系统管理机和现场智能开关组成的网络即可称为电器智能化网络。

1．结构

（1）现场设备层。

（2）局域网络层。

2．主要特点

1）现场设备具有独立的监控、测量、保护、操作功能，并且具有通信能力。

2）网络允许不同制造商、不同类型的产品互连甚至互访。

3）能包容采用不同传输介质、不同通信协议的网段或局域网。

4）保证各类实时数据在网络中传输的实时性、准确性。

5）通过数字通信和数据库管理系统，智能化网络的上位管理设备能实现对网络中各现场设备运行状态的实时监控和管理。

四、智能监控单元设计技术

智能控制单元应具有以下功能：

① 现场运行参量的监测；

② 故障保护；

③ 故障诊断；

④ 就地/远方调控；

⑤ 被控开关运行状态监视及现场运行工况记录；

⑥ 通信；

⑦ 一次开关电器元件的在线监测。

1．智能监控单元的硬件设计

2．监控单元软件设计

3．现场参量测量和保护信息的处理技术

作为供电系统主要设备的开关电器，其智能监控单元不仅要完成电器元件的分、合操作，而且必须完成对现场运行参量的测量，并根据测量结果判断系统是否出现故障。为保证测量和保护精度，在测量通道中，主要采取以下一些措施来控制各个环节的精度。

① 采用高精度和线性度的传感器；

② 选用采样与处理合一的智能传感器；

③ 选用高性能中央处理器（如DSP等）；

④ 合理选择数据处理的算法。

4．监控单元的电磁兼容性技术

（1）科学地布置印刷电路板线路。

（2）合理选择和配置线路滤波器。

（3）采取合理的接地措施。

（4）设计可靠的电磁屏蔽。

（5）采用各种软件可靠性设计技术。