智能成套电器：开启高效管理新时代

一、引言

在现代社会中，电力系统是国民经济和社会发展的重要基础设施。成套电器作为电力系统中的关键组成部分，其重要性不言而喻。成套电器主要由断路器、开关、接触器、变压器等电气设备以及相应的附件组成，用于特定的电力控制或转换任务。它在电力系统的控制和转换中发挥着重要作用，能够实现电路的保护、控制和调节等功能。

随着科技的不断进步和社会的快速发展，智能化管理已经成为各个领域的发展趋势。在电力系统中，智能化管理同样具有重要的必要性和优势。一方面，传统的成套电器在运行过程中往往需要大量的人力进行监控和维护，不仅效率低下，而且容易出现人为错误。而智能化管理可以通过集成传感器、控制器、通信模块等智能化组件，实现对成套电器的远程监控、故障自诊断、能源管理等功能，大大提高了运行效率和可靠性。另一方面，智能化管理还可以通过数据分析与可视化等技术，挖掘数据价值，为用户提供优化能源管理、降低能耗等决策支持，实现节能减排的目标。

总之，成套电器在电力系统中具有重要的地位，而智能化管理则为成套电器的发展带来了新的机遇和挑战。通过引入智能化技术，可以提高成套电器的性能和可靠性，降低运行成本，为电力系统的稳定运行和可持续发展提供有力保障。

二、成套电器概述

（一）定义与分类

成套电器惯指各式各类的开关柜。

1. 定义：成套电器主要由多种电气设备及附件组成，通常包括断路器、开关、接触器、变压器等电气设备，用于特定的电力控制或转换任务。在实际应用中，成套电器常被称为开关柜，它可以是高压开关柜，如由高压断路器、高压负荷开关、高压接触器、高压熔断器、高压隔离开关、高压接地开关、高压互感器及站用变压器等高压电器设备，与其相关的控制、测量、保护、调节装置、内部连接件、辅件、外壳和支持件等组成的成套高压配电装置；也可以是低压成套开关设备等。

2. 
   

2.分类：

按主开关安装方式分类：可分为固定式（G）和移开式（Y）。固定式柜内所有元件都是固定安装，结构简单，价格较低；移开式柜内主要电器元件安装在可移动的小车上，检修方便、恢复供电时间短，又分为落地式和中置式两种型式。

按隔室构成形式分类：可分为铠装式、间隔式和箱式。铠装式主开关及其两端的元件具有单独的隔室，隔室由接地的金属隔板构成，防护等级高；间隔式设置与铠装式相同，但允许一个或多个隔板是非金属材料制成，结构比较紧凑；箱式隔室的数目少于铠装式和间隔式，或隔板的防护等级达不到规定的要求，结构比较简单，成本低。

按主母线系统分类：按开关柜的主接线形式，可分为桥式接线开关柜、单母线开关柜、双母线开关柜、单母线分段开关柜、双母线带旁路母线开关柜、单母线分段带旁路母线开关柜。

按柜内绝缘介质分类：可分为大气绝缘和气体绝缘柜，气体绝缘柜常用的绝缘介质有 SF6、N2、CO2 等。

（二）发展历程

我国开关柜大致经历了三个时期。

3.早期仿苏时期：在上世纪五六十年代，我国经济发展水平落后，科学技术不能满足高压开关柜发展的需要，当时的高压开关柜主要是以仿造前苏联为主。

4.中期自行开发手车式时期：在 20 世纪六七十年代，我国经济以及技术水平得到一定发展与进步，研发的开关柜开始具有一定的自主知识产权，型号各异的手车式高压开关柜诞生。

5.1980 年后设计制造水平显著提高时期：自我国改革开放以来，与其他各国的经济技术交流日益频繁，我国科研人员积极学习先进技术，研制出了许多新型的多功能高压开关柜。高压开关柜由最初单一的 GG1A 固定式高压开关柜发展到现在的手车柜与固定柜并存，目前市场广泛应用的 KYN28 中置式手车柜，能满足各种不同的使用要求。同时，高压开关柜的发展过程，随着高压电器设备制造技术的不断进步，大体上经历了四个阶段：户内装配式、半封闭式、封闭式、全密封全绝缘式。

装配式：在 20 世纪五、六十年代，受技术水平的限制，当时的 3.6~40.5V 高压配电装置，主要是采用装配式，即各种高压电器和保护、测量、控制设备、连接件等在现场组装成配电装置。现在几乎见不到 3.6~40.5V 户内装配式配电装置了。

半封闭式：在 20 世纪七、八十年代的高压开关柜，是半封闭式的。这种高压开关柜中离地面 2.5m 以下的各组件安装在接地金属外壳内，2.5m 及以上的母线或隔离开关无金属外壳封闭。半封闭式高压开关柜母线外露，柜内元件也不隔开。这种开关柜体型较高，造价较低，安全性能、防护性较差。现在仍有在部分场合使用，不过以对外形结构做了改进，2.5m 及以上的母线或隔离开关也封闭在金属外壳内，变成了金属封闭式。

金属封闭式：现在生产的高压开关柜均为金属封闭式。这种高压开关柜按照现行 3.6~40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备有关标准生产、制造。金属封闭式高压开关柜将高压断路器、负荷开关、熔断器、隔离开关、接地开关、避雷器、互感器以及控制、测量、保护等装置和内部连接件、绝缘支持件和辅助件固定连接后安装在一个或几个接地的金属封闭外壳内（只有进出线除外）。

全密封全绝缘式：高压开关柜全密封式是目前在城市配电网中广泛使用的高压开关柜。一般的金属封闭式高压开关柜的内部空间，是以空气作为绝缘介质。而全密封全绝缘式高压开关柜的内部空间，是绝缘气体或固体绝缘材料作为绝缘介质。

（三）防止误操作 “五防”

防止电气误操作的 “五防” 内容如下：

6.防止带负荷分、合隔离开关。（断路器、负荷开关、接触器合闸状态不能操作隔离开关。）

7.防止误分、误合断路器、负荷开关、接触器。（只有操作指令与操作设备对应才能对被操作设备操作）

8.防止接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关。（只有当接地开关处于分闸状态，才能合隔离开关或手车才能进至工作位置，才能操作断路器、分荷开关闭合）

9.防止在带电时误合接地开关。（只有在断路器分闸状态，才能操作隔离开关或手车才能从工作位置退至试验位置，才能合上接地开关）

10.防止误入带电隔室。（只有隔室不带电时，才能开门进入隔室）

电气设备防误装置的 “五防” 功能除 “防止误分、误合断路器” 现阶段因技术原因可采取提示性措施外，其余四防功能必须采取强制性防止电气误操作措施。具体实现方式如下：

防止误入带电间隔：工作小车摇到 “隔离 / 实验” 位置以后，接地的金属隔板，自动落下遮住带电的静触头部分，防止进入柜体检修的人员接触带电部分。开关接地闸刀合上以后，后柜门的机械连锁才允许打开柜门。

防止带负荷分合一、二次触头：当接触器处于合闸状态时，与接触器连动的机械连锁挡板推进机构上的连杆使推进机构螺旋无法转动，通过这种设计，在带负荷时，不能够分合一、二次触头。

防止带电挂地线：当小车进入工作位置时，推进机械的挡板抵住接地开关合闸机构的帘板装置，使帘板无法打开，接地开关不能合闸。

防止带地线合闸：当接地闸刀合上时，帘板装置挡板将阻碍小车进入柜内，从而避免了接地状态下合接触器的可能性。

防止断路器误分误合：运行操作人员时刻牢记规程，按照操作票操作。

常规防误闭锁装置主要有机械闭锁、程序锁、电气联锁和电磁锁等方式：

机械闭锁：在开关柜或户外闸刀的操作部位之间用互相制约和联动的机械机构来达到先后动作的闭锁要求。具有闭锁直观，不易损坏，检修工作量小，操作方便等优点。但只能在开关柜内部及户外闸刀等的机械动作相关部位之间应用，与电器元件动作间的联系用机械闭锁无法实现。

程序锁：用钥匙随操作程序传递或置换而达到先后开锁操作的要求。钥匙传递不受距离的限制，容易为操作人员所接受。

电气闭锁：通过电磁线圈的电磁机构动作，来实现解锁操作。在防止误入带电间隔的闭锁环节中是不可缺少的闭锁元件，但存在结构复杂、易受潮霉坏、增加直流系统故障率、需要敷设电缆、需串入操作机构辅助触点易接触不良等问题。

微机防误闭锁装置：采用计算机技术，通过软件将现场大量的二次闭锁回路变为电脑中的五防闭锁规则库，实现了防误闭锁的数字化，具有功能完善、闭锁方式简单方便、扩充性强、维护容易、投资省等诸多优点，在 110kV 以上电压等级变电站已成防误闭锁的主流产品。

三、典型结构举例

（一）常用空气绝缘柜

11.GG - 1A 固定开启式开关柜结构及特点。

GG - 1A 固定开启式开关柜采用角钢、钢板焊接结构。柜体上部为断路器室，下部为隔离开关室。前面板用薄钢板压制而成，柜后无保护板，柜内用薄钢板隔开。这种柜绝缘裕度考虑较大，因而体积也较大。目前仍在运行中的此类开关柜，断路器已基本更换成真空断路器。GG - 1A 型高压开关柜系开启式，具有程序封锁功能，使用安全可靠，具有五种防止误操作的功能，包括防止带负荷分合隔离开关、防止误入带电间隔、防止误分合断路器、防止带电挂接地线、防止带接地线合闸。

12.带互感器柜体操动机构系统结构。

带互感器柜体操动机构系统由人力操作手柄、隔离开关刀闸、电磁操动机构、传动转轴、连杆、拐臂、动触杆、分闸弹簧、电缆进线端等组成。人力操作手柄通过传动转轴、连杆等带动拐臂和动触杆运动，实现隔离开关的分合闸操作。电磁操动机构在特定情况下也可参与操作。分闸弹簧在分闸时提供助力。

13.KYN1 - 10 金属铠装型手车式结构。

KYN1 - 10 金属铠装型手车式开关柜由电缆室、电流互感器、母线室、仪表室、主开关室和主开关组成。柜体采用钢板与角钢焊接而成，各单元之间用金属板隔开成为全封闭的结构，外壳的防护等级为 ip2x。柜体由前柜、后柜和泄压窗组合而成，三者之间均由螺栓联接而成一体，柜体用接地的金属板分隔成手室、端子室、母线室和电缆室。该开关柜具有架空进出线、电缆进出线及左右联络的功能，用户可根据用途将各种方案的手车柜排列运行组成能完成设计功能的配电装置。KYN1 - 10 型户内交流金属铠装移开式开关设备用于交流 50Hz 额定电压 3 - 10kV 中心点不接地的单母线及单母线分段系统的户内成套配电装置，供各类型发电厂、电站及工矿企业作为接受和分配网络电能对电路实行控制保护监测。其使用条件包括海拔高度不超过 1000m、环境温度上限 +40℃，下限 -15℃、相对湿度日平均值不大于 95%，月平均值不大于 90% 等。该开关柜具有全封闭型结构、多种进出线功能等特点。

14.JYN2 - 10 间接隔型手车式开关柜结构。

JYN2 - 10 间接隔型手车式开关柜由电缆室、电流互感器、绝缘套管、母线室、仪表室、断路器手车架和手车室组成。开关柜用 2.5mm 厚的钢板弯曲焊接而成，由柜体和手车两部分组成。柜体用钢板或绝缘板分割成手车室、母线室、电缆室和继电仪表室四个部分。手车底部装有四只滚轮，能沿水平方向移动，还装有接地触头、导向装置、脚踏锁定机构以及手车杠杆推进机构的扣攀等构成。手车拉出后，可利用附加转向小轮使手车灵活转向移动。JYN2 - 10 型手车式开关柜为金属封闭间隔式，移动手车户内式开关设备，适用于交流 50Hz，额定电压为 3 - 10kV，额定电流 630 - 3150A 的三相交流单母线、双母线、单母线带旁路系统，作为接受和分配电能之用。可满足各种发电厂、变电站（所）及工矿企业的使用要求。

15.XGN - 10 系列结构布置及特点。

XGN - 10 系列开关柜结构布置为箱形固定式结构，满足全工况的绝缘要求。它由母线室、压力释放通道、仪表室、组合开关室、手力操作及联锁机构、主开关室、电磁或弹簧机构、电流互感器、电缆室、上旋转隔离开关组成。XGN2—10 箱型固定式交流金属封闭开关设备用于 3.6KV，10KV 三相交流 50Hz 系统中作为接受和分配电能之用的户内成套配电设备，具有对电路控制保护和监测等功能。其母线系统为单母线及单母线带旁路母线，并可派生出双母线结构。本开关柜符合国家标准 GB3960《3 - 35KV 交流金属封闭开关设备》及国际标准 IEC298 的要求，并具有一套完善的性能可靠，功能齐全、结构简单、操作方便的机械式防误闭锁装置，简便而有效的达到两部提出的 “五防” 闭锁功能。

16.BB1 - 10 型手车式箱柜结构及特点。

BB1 - 10 型手车式箱柜由主开关、仪表室、母线、电流互感器组成。该产品引进 BBC（现 ABB）产品，ABB 由瑞典的阿西亚公司（ASEA）和瑞士的布朗勃法瑞公司（BBC Brown Boveri）在 1988 年合并而来。BB1 - 10 型手车式箱柜的特点是结构简单，紧凑，靠墙安装时，易于对柜内各元件的检修维护。

（二）充气柜

充气柜是 1980 年后国外开发出的不少充 SF6 气体的中压开关柜，也就是电压等级更低（12～40.5kV）的柜式 GIS（C - GIS）。此类 SF6 气体绝缘的充气柜所充气体压力多在一个表压力（98kPa）以下。充气柜的最大特点是不受外界环境条件的影响，如凝露、污秽、小动物侵入等，可用在环境条件恶劣的场所。且大大缩小了体积，与空气绝缘相比，SF6 充气柜安装面积可减小约四分之一，体积可缩小约一半。充气柜中也有个别充压缩空气绝缘的产品。以 GX 型充气式出线柜为例，它由 SF6 断路器、线路侧隔离开关、母线隔离开、接地开关、主母线、电缆终端、电流互感器、电缆架、接地母线、绝缘母线套管、操作控制室、电流互感器组成。

（三）环网柜

17.环网柜的定义及英文缩写。

环网柜的英文缩写为 RMU（Ring Main Unit）。它实际上是至少需要三个开关部件才能组成的环网供电单元，因而在外观上它多半都是由几个柜组成，即二个环缆进出柜（隔室）和一个变压器回路柜（隔室）。

18.基本接线图和供电单元保护方式。

环网柜基本接线图显示了环网供电单元的连接方式。环网单元可以是普通空气绝缘，也可以做成充气柜。多数为负荷开关＋熔断器的保护方式，但也有用断路器保护的。前者便宜，且对变压器的内部故障保护效果好，短路电流使内部压力上升必须在 20ms 开断，熔断器可在 10ms 内切除。断路器就难于做到。但断路器无须更换熔丝，运行经济可靠，熔断器与负荷开关之间存在转移电流（或交接电流）的配合问题。

19.熔断器与负荷开关的配合。

熔断器与负荷开关必须合理配合，即负荷开关开断的电流不应大于其最大开断电流，超过其最大开断电流的电流应完全由熔断器开断。

四、成套电器智能化管理系统方案

（一）生产信息化管理系统及方法

20.系统组成：

成套电器的生产信息化管理系统主要由管理平台、信息数据库、编码机、打码机、扫码录入端、扫码确认端等组成。这些组件协同工作，实现了从订单下达、产品编码生成、物料信息调入，到生产加工、质检、仓储管理等各个环节的信息化管理。

21.信息数据库分区编码仓信息存储区、物料库信息存储区、人员库信息存储区的作用：

信息数据库分为编码仓信息存储区、物料库信息存储区、人员库信息存储区。编码仓信息存储区用于存储产品编码信息，每个单一产品的编码由编码机随机产生并保持不变，确保产品在整个生产过程中的唯一性标识。物料库信息存储区存储产品物料信息，包括各种电气配件的种类、规格、供应商等信息，为生产过程中的物料调配提供准确的数据支持。人员库信息存储区存储人员信息，记录参与生产的员工信息，便于管理和追溯生产责任。

22.产品编码特点单一产品编码随机产生且保持不变，存储至编码仓信息存储区：

产品编码由编码机根据订单管理系统提供的订单信息随机产生，一旦生成便保持不变。这种编码方式确保了每个产品都有唯一的标识，方便在生产过程中的各个环节进行跟踪和管理。产品编码存储在编码仓信息存储区，可通过扫码录入端进行录入和调用操作，为生产信息化管理提供了基础。

23.扫码确认端设置在生产工序、质检工序、仓库管理工序对应工位中设置扫码机：

扫码确认端包括与管理平台连接的扫码机，分别设置在生产工序、质检工序、仓库管理工序的对应工位中。在生产过程的加工工序，工人通过扫码机扫描产品编码，确认信息后提交至管理平台，实现对生产进度的实时监控。在质检工序，扫码机同样用于扫描产品编码，确认产品质量信息，若有检验不合格的产品，则返回至生产过程的加工工序进行返工处理。在仓储管理工位，扫码机扫描产品编码，确认信息后将产品入库，完成整个生产流程的信息化管理。

24.打码机标识方式刻印式、喷码式或者贴码式：

打码机与编码机连接，将编码机根据订单信息生成的产品编码标记在订单对应的产品上。打码机的标识方式有刻印式、喷码式或者贴码式，可以根据产品的材质和生产需求选择合适的标识方式。例如，对于金属材质的产品，可以采用刻印式标识，确保编码的耐久性；对于塑料材质的产品，可以采用喷码式或贴码式标识，提高生产效率。

25.管理方法步骤 S1：录入物料和人员信息；S2：生成产品编码并调入物料信息；S3：标记产品编码；S4：生产过程加工工序扫码确认；S5：检验工序扫码确认，不合格返工；S6：仓储管理工位扫码确认入库：

首先，通过管理平台将物料和人员的信息录入信息数据库。订单管理系统下达订单后，编码机生成产品编码，同时通过管理平台将对应产品的物料信息调入信息数据库。接着，打码机将产品编码标记在订单对应的产品上。在生产过程中，加工工序的工人通过扫码机扫描产品编码，确认信息后提交至管理平台。在检验工序，同样通过扫码机扫描产品编码，确认产品质量信息，若有检验不合格的产品，则返回至生产过程的加工工序进行返工处理。最后，在仓储管理工位，扫码机扫描产品编码，确认信息后将产品入库，完成整个生产流程的信息化管理。

（二）开关柜二次线智能化解决方案

26.传统制作工艺获取图纸、打印线号管、切剥加工电线、安装线管、处理导线末端、链接冷压端子、铆压处理等步骤，以及人工依赖性大、效率低的问题：

传统的开关柜二次线制作工艺步骤较为繁琐，首先专业的二次线配线员工会先获取图纸，经过相关人员的审核后，完成手工输入。然后通过打印机对线号管进行打印，再通过专业设备对电线进行切剥加工。接着将打印完成的线管安装在导线上，相关人员通过剥线钳完成导线末端的处理，手动完成冷压端子与二次导线的链接，最后使用压线钳对冷压端子进行铆压处理。每个程序都对人工有较大的依赖性，人员技术水平对二次线的制作质量具有非常大的影响。同时这种作业方式效率低下，产出较低，很难满足当前开关柜行业的需求。

27.开关柜结构特点（1）结构形式分类：固定式和抽出式，各自特点及类型。（2）柜体框架形式分类：焊接式、紧固件拼接式、焊接与紧固件拼接相结合式，各自优缺点：

开关柜的结构形式主要分为固定式和抽出式。固定式柜内所有元件都是固定安装，结构简单，价格较低；抽出式柜内主要电器元件安装在可移动的小车上，检修方便、恢复供电时间短，又分为落地式和中置式两种型式。

柜体框架形式主要有焊接式、紧固件拼接式、焊接与紧固件拼接相结合式。焊接式柜体框架结构强度高，但加工难度大，一旦出现问题难以修复；紧固件拼接式柜体框架组装方便，但结构强度相对较低；焊接与紧固件拼接相结合式柜体框架则结合了两者的优点，既具有一定的结构强度，又便于组装和维修。

28.智能化解决方案以某公司为例，介绍智能化提升二次线制作方案的具体内容：

某公司为加强对智能化技术的应用，对二次线制作方案进行了智能化提升。目的在于解决以下几个问题：改善二次线生产效率，由于整个过程中完全采用自动化生产，可以在保证产品质量的同时，提升工作效率；对生产过程中影响生产质量的不可控因素进行控制，主要通过检测装置的功能性参数降低生产对人工的高度依赖性；有效解决劳动力短缺问题。

具体的设计思路如下：采用传感器对导线长度进行测量，有效减少生产过程中的浪费现象；通过软件控制线号管的标识；通过快速更换模型的方式，实现对不同端子的快速反应，提高对设备的利用效率；通过在线检测方式，完成质量监控工作；利用知识产权的相关软件，严格按照需求进行生产。

智能化解决方案的具体内容包括以下几个方面：

设备结构：具体可以分为放线机、二次线加工区、模具以及放线装置，以上功能模块可以通过电脑端完成智能化生产，高效控制切剥、套管以及压线，在保证品质的情况下，改善生产效率。

柔性制造系统软件：在生产的供需方面，通过具有自主知识产权的软件，实现物料数据的自动生产，完成供需的自动化分析。

双线自动切换：在生产中，相关设备可以根据实际情况，对不同线号进行调节生产，通过双工位配置，实现自动切换加工，从而降低人工作业量。

切剥一体化：当前，通过对电脑剥线机功能的使用，可以对导线进行及时准确的切断处理。具体通过放线机传感器、电线打结检测、缺线检测以及送线器四个检测装置，保证电线的输入精确化，并为下一次切剥做好准备。同时根据具体类型，对切剥长度进行调节。具体可以通过预设切剥长度，完成切割。

双工位线号管：为保证与双线双工位置的一致性，降低对人工作业的需求，需要使用两种号管的自动切换功能完成加工。

线号管的智能化喷印：根据当前二次线的生产流程，可以采用智能化喷印将两种线号的字符种类、大小、位置以及方向进行智能化调整。有效避免人工生产出错，采用智能化生产取代传统的人工生产。

端子压接品质化处理：二次线端子压接处理也是保证电气成套设备生产质量的重要内容。在生产中可以通过快速选模方式，对不同的端子进行压接处理。整个压接问题直接影响开关柜品质，具体可以通过对在线检测系统的利用，提高压接标准。同时采用智能化设备取代人工生产，进一步降低产能，提高生产品质。为市场输送更多高质量的产品。

智能化技术运用效率比较：通过使用现有的智能化设备进行二次线生产，相对于之前的生产做出比较，发现采用新型的生产模式可以节约 10 - 15 人的劳动资源成本，对线材的损耗降低，同时相对于人工生产的品质，有效提升了二次线的生产质量。

五、高低压成套开关设备智能化控制系统

（一）智能化控制概述

29.对电力系统运行的重要性

高低压成套开关设备在电力系统中起着至关重要的控制和保护作用。通过高低压成套开关设备以及其相关联的控制设备，能够实现对整个电力系统的有效控制，并对系统和电力网络进行保护。其质量水平直接决定了电力系统的运行质量与水平，一旦出现质量问题或性能指标不达标，将对电力系统运行以及人员安全造成严重威胁。

在电力输送电网络和配电网络中，高低压成套开关设备均具有不可替代的功能。它承担着输配电系统控制、保护、测量、信号传输、数据转换等多种任务，确保输配电系统持续稳定运行，为人们提供可靠的供电服务。高低压成套开关设备的实际性能高低，会直接影响整个电力系统的运行质量，甚至关系到设备操作人员和电力设备本身的安全。

30.发展现状及智能化趋势

我国工业生产和生活水平迅速发展，电力生产工业也不断进步。近年来我国发电装机容量持续增长，预计到 2020 年装机容量将超过 8 亿 kW。然而，与欧美等发达国家相比，我国在高低压成套开关设备领域仍存在显著差距。

目前，我国高低压成套开关设备在实际输配电系统运行过程中，虽然具备多种功能，但在智能化程度、空间设计、生产效率等方面仍有不足。例如，我国高低压成套开关柜与信息技术结合不够紧密，智能化程度不足，用户使用不便，复杂信息不能高效自动化处理；占用空间较大，与国外先进厂家相比存在差距；制造和加工档次相对较低，效率和生产水平不高。

为了满足生活生产对高低压成套开关设备的实际需求，我国必须进一步明确需求，发展并优化智能化控制系统，将其应用到实际生活生产中，实现电力系统的智能化、高效化控制。高低压成套开关设备全面智能化发展是未来的必然趋势。

（二）系统结构分析

31.系统组成

高低压成套开关设备智能化控制系统主要由柜内环境监测模块、电气运行参数监测模块以及分析评估软件组成。

柜内环境监测模块对柜内温度与湿度等方面进行实时监控检测，确保设备在适宜的环境中运行。电气运行参数监测模块则对高低压成套开关设备的三相电压、频率、有功功率、功率因数、电量、三项基波电压、正序和负序基波电压，以及记录短路故障的电压电流波形等数据进行实时监测，全面掌握设备的运行状态。分析评估软件接收监测模块采集的数据后，进行分析处理，实现故障检测、状态评估等功能，为设备的维护和管理提供决策支持。

32.数据采集参数

该系统主要采集电气运行参数、设备温度参数以及环境参数等。电气运行参数包括高低压成套开关设备的三相电压、频率、有功功率、功率因数、电量、三项基波电压、正序和负序基波电压，以及短路故障的电压电流波形等。设备温度参数涵盖开关柜自身温度及设备关键点温度，通过温度扫描装置实时收集。环境参数主要是柜内的温度和湿度，由柜内环境监测模块进行采集。

33.后台软件分析功能

后台分析软件结合采集的数据进行分析，实现开关设备电气运行参数、设备温度参数以及环境参数的采集和分析。具体功能包括实时数据采集与管理、故障检测、故障警告和状态评估。

实时数据方面，通过传感器、互感器等模块实现数据采集，并进行汇总和统一管理。工作人员和运维人员可以实时查询这些有效数据和参数，系统还利用成像技术以实时表格、棒图等多种形式直观显示参数，满足工作人员维护检修工作的数据需求。

故障检测功能通过将传感器监测到的数据与系统预设数据以及正常运行数据进行比对，采用多变量多尺度云样本熵和改进拉普拉斯分值法对参数进行故障特征提取和选择，再通过马氏距离和模糊支持向量机对故障特征进行判别和分类，实现开关柜故障综合诊断。诊断结果显示在界面中，同时对故障次数和内容进行提示，并存储记录以供查询。

故障警告具有掉线警告和参数越限警告功能。马氏距离法用于越限警告，通过与阈值比较以及和环境量、电气量越限比较实现故障监测和警告。警告方式多样，包括声音提示、报文提示和短信警告，可视化界面技术使警告信息直观显示，包括故障问题、报警时间、报警类型等，且信息可存储查询。

状态评估引入各种算法，对采集到的电能质量指标和环境装填指标等数据进行综合评定和评估，并以雷达图的方法显示评估结果，为设备的运行状态提供全面的评估。

六、成套电器智能化的关键技术

（一）传感器技术

34.作用：传感器技术在成套电器智能化中起着至关重要的作用，它能够实时监测和感知设备的运行状态、环境参数等信息。通过温度、湿度、压力、位移、速度等多种传感器的应用，可以全面了解成套电器的工作情况，为后续的智能分析和决策提供准确的数据支持。

35.发展趋势：随着科技的不断进步，传感器技术呈现出微型化、集成化、智能化的发展趋势。微型化传感器体积小、重量轻，可以更方便地安装在成套电器设备中，减少对设备空间的占用；集成化使得传感器能够与其他电子元件集成在一起，提高系统的整体性能和稳定性；智能化传感器则具备自动校准、自适应调节等功能，能够提高测量精度和可靠性。这些发展趋势将进一步提高成套电器智能化系统的性能和稳定性。

（二）通信技术

36.作用：通信技术是实现成套电器智能化信息传输的关键技术，它能够将传感器采集的数据传输到控制中心进行处理。在成套电器智能化系统中，通信技术起着桥梁的作用，将各个部分连接在一起，实现数据的共享和协同工作。

37.种类：通信技术包括有线通信和无线通信两种。有线通信具有传输稳定、可靠性高的优点，但布线成本较高，灵活性较差；无线通信则具有安装方便、灵活性高的优点，随着物联网技术的发展，无线通信在成套电器智能化系统中的应用越来越广泛。

38.发展趋势：通信技术的发展趋势是高速、可靠、安全。高速通信可以提高数据传输的实时性，满足成套电器智能化系统对数据处理的快速要求；可靠通信可以确保数据传输的准确性和稳定性，避免数据丢失和错误；安全通信则可以保护数据的隐私和安全，防止数据被非法窃取和篡改。这些发展趋势将提高成套电器智能化系统的实时性和抗干扰能力。

（三）人工智能技术

39.作用：人工智能技术是实现成套电器智能化决策和控制的核心技术，它能够根据传感器采集的数据进行智能分析和决策。通过机器学习、深度学习、自然语言处理等技术的应用，人工智能技术可以对成套电器的运行状态进行准确判断，预测潜在的故障风险，并自动调整设备的运行参数，实现优化运行。

40.技术内容：人工智能技术包括机器学习、深度学习、自然语言处理等。机器学习是一种让计算机自动学习数据中的规律和模式的技术，它可以通过对大量历史数据的学习，建立预测模型，为成套电器的故障诊断和预测提供支持；深度学习是机器学习的一种高级形式，它通过构建深度神经网络，对数据进行更深入的分析和处理，提高预测的准确性和可靠性；自然语言处理则是让计算机理解和处理人类语言的技术，它可以实现成套电器智能化系统与用户之间的自然交互，提高系统的易用性和人性化程度。

41.发展趋势：人工智能技术的发展趋势是算法优化、数据处理能力提升、应用领域拓展。算法优化可以提高人工智能技术的计算效率和准确性，降低计算成本；数据处理能力提升可以让人工智能技术处理更大规模的数据，提高对复杂问题的解决能力；应用领域拓展则可以让人工智能技术在更多的领域得到应用，为不同行业的智能化发展提供支持。这些发展趋势将提高成套电器智能化系统的智能化水平和应用范围。

（四）云计算技术

42.作用：云计算技术是实现成套电器智能化数据存储和共享的重要技术，它能够将大量数据集中存储和处理，实现数据共享和协同工作。在成套电器智能化系统中，云计算技术可以为各个部分提供强大的数据处理和存储能力，实现数据的实时分析和决策支持。

43.内容：云计算技术包括基础设施、平台和软件等方面。基础设施包括服务器、存储设备、网络设备等，为云计算提供硬件支持；平台包括云计算平台、大数据平台等，为应用开发和部署提供平台支持；软件包括云存储软件、云分析软件等，为数据存储和处理提供软件支持。

44.发展趋势：云计算技术的发展趋势是安全性、隐私保护、可扩展性等方面的提升。安全性提升可以保护数据的安全，防止数据被非法窃取和篡改；隐私保护可以保护用户的隐私，防止用户数据被滥用；可扩展性提升可以让云计算技术适应不断增长的数据量和用户需求，提高系统的可靠性和稳定性。这些发展趋势将提高成套电器智能化系统的可靠性和安全性。

七、成套电器智能化的应用场景

（一）智能电网

45.作用

成套电器在智能电网中起着至关重要的作用，通过智能化技术实现电力的高效、安全和可靠传输。智能电网利用先进的传感器、通信和控制技术，对电力系统进行实时监控、优化和管理，而成套电器作为其中的关键组成部分，为电力的稳定传输和分配提供了保障。

46.技术应用

在智能电网中，成套电器充分利用先进的传感器、通信和控制技术。传感器实时监测电力系统的各种参数，如电压、电流、功率等，为系统的优化和管理提供准确的数据支持。通信技术将传感器采集的数据传输到控制中心，实现数据的共享和协同工作。控制技术则根据数据分析结果，对成套电器进行智能控制，实现电力系统的自动化和智能化管理。

47.成套电器在智能电网中的作用

成套电器在智能电网中的作用主要包括配电开关设备、保护装置、智能仪表等。配电开关设备负责电力的分配和控制，确保电力能够准确地输送到各个用户。保护装置对电力系统进行实时保护，当系统出现故障时，能够迅速切断故障部分，保障系统的安全运行。智能仪表则对电力系统的各种参数进行实时监测和计量，为用户提供准确的用电信息，同时也为电力公司的管理和决策提供数据支持。

（二）工业自动化

48.应用领域

成套电器在工业自动化领域广泛应用于各种生产设备中，如数控机床、自动化生产线、工业机器人等。在数控机床中，成套电器负责控制机床的各种动作，确保机床能够精确地加工零件。在自动化生产线中，成套电器协调各个设备的运行，实现生产过程的自动化和高效化。在工业机器人中，成套电器为机器人提供动力和控制，使机器人能够完成各种复杂的任务。

49.功能实现

成套电器在工业自动化中实现设备的自动化控制、故障诊断和优化等功能。通过智能化技术，成套电器能够实时监测设备的运行状态，当设备出现故障时，能够迅速诊断故障原因，并采取相应的措施进行修复。同时，成套电器还能够根据设备的运行情况，对设备进行优化调整，提高生产效率和质量。

（三）智能家居

50.设备组成

智能家居中的成套电器设备组成包括各种智能家电、智能照明、智能安防等设备。智能家电如智能冰箱、智能洗衣机、智能空调等，能够根据用户的需求自动调节运行状态，实现节能和舒适的生活环境。智能照明系统可以根据不同的场景自动调节灯光亮度和颜色，营造出舒适的氛围。智能安防设备如智能门锁、智能摄像头、烟雾报警器等，为家庭提供全方位的安全保障。

51.技术实现

智能家居中的成套电器通过物联网技术和智能化控制实现设备的互联互通和智能化控制。物联网技术将各种设备连接在一起，实现数据的传输和共享。智能化控制则根据用户的需求和设备的运行状态，对设备进行智能控制。例如，用户可以通过手机 APP 远程控制家中的电器设备，也可以设置自动化场景，如回家模式、离家模式等，实现设备的自动控制。

（四）新能源领域

52.设备范围

新能源领域中的成套电器设备范围包括各种新能源发电设备、储能设备等。新能源发电设备如太阳能光伏发电设备、风力发电设备、生物质能发电设备等，将可再生能源转化为电能。储能设备如电池储能系统、超级电容器储能系统等，能够储存多余的电能，在需要时释放出来，提高能源的利用效率。

53.功能作用

成套电器在新能源领域中通过智能化技术实现新能源设备的可靠运行和高效利用。传感器实时监测新能源设备的运行状态，如太阳能电池板的输出功率、风力发电机的转速等，为设备的优化和管理提供数据支持。通信技术将数据传输到控制中心，实现远程监控和管理。控制技术则根据数据分析结果，对新能源设备进行智能控制，提高设备的发电效率和可靠性。同时，成套电器还能够实现新能源设备与电网的无缝连接，促进可再生能源的发展和能源结构的优化。

八、成套电器智能化管理的优势

（一）提升电力系统运行效率

54.远程监控功能实时掌握设备运行状态，及时发现问题并处理。

成套电器智能化管理通过集成传感器、通信模块等智能化组件，实现了远程监控功能。借助先进的通信技术，管理人员可以在远程终端实时获取设备的运行状态信息，包括电压、电流、功率等参数。例如，通过手机 APP 或电脑软件，用户可以随时随地查看成套电器的工作情况，及时发现异常数据和潜在问题。

当设备出现故障或异常时，远程监控系统能够迅速发出警报，提醒相关人员进行处理。这样可以大大缩短故障响应时间，减少设备停机时间，提高电力系统的可靠性和稳定性。同时，远程监控还可以实现对设备的预防性维护，通过对设备运行数据的分析，提前预测可能出现的故障，及时进行维护和保养，延长设备的使用寿命。

55.故障自诊断功能快速定位故障点，减少故障排查时间。

成套电器智能化管理系统具备强大的故障自诊断功能。通过安装在设备上的各种传感器，系统可以实时监测设备的运行状态，当设备出现故障时，系统能够迅速分析故障现象，快速定位故障点。例如，当开关柜出现短路故障时，系统可以通过对电流、电压等参数的分析，迅速确定故障发生的位置，为维修人员提供准确的故障信息。

故障自诊断功能不仅可以提高故障排查的效率，还可以减少因故障排查而导致的停电时间，降低对用户的影响。同时，通过对故障数据的分析，还可以为设备的改进和优化提供依据，提高设备的可靠性和稳定性。

56.能源管理功能优化能源分配，降低能耗。

成套电器智能化管理系统的能源管理功能可以实现对能源的优化分配，降低能耗。通过对电力系统的实时监测和数据分析，系统可以了解不同设备的能耗情况，根据实际需求进行能源分配。例如，在智能电网中，系统可以根据不同时间段的用电需求，合理调整电力供应，实现削峰填谷，提高能源利用效率。

此外，能源管理功能还可以通过对设备的智能控制，实现节能运行。例如，当设备处于低负荷运行状态时，系统可以自动调整设备的运行参数，降低能耗。同时，系统还可以对设备的能耗进行统计和分析，为用户提供节能建议，帮助用户降低能源成本。

（二）提高安全性

57.自检系统及时发现线路和电网问题，确保电力系统安全稳定运行。

成套电器智能化管理系统配备了先进的自检系统，能够及时发现线路和电网中的问题，确保电力系统的安全稳定运行。自检系统通过对设备运行状态的实时监测，能够检测到线路过载、短路、接地等故障，并及时发出警报。例如，当线路出现过载时，自检系统可以检测到电流超过额定值，立即发出警报，提醒管理人员进行处理，避免因过载而引发火灾等安全事故。

此外，自检系统还可以对电网的电压、频率等参数进行监测，当电网出现异常时，及时采取相应的措施，保证电力系统的稳定运行。例如，当电网频率出现波动时，自检系统可以自动调整设备的运行参数，使设备适应电网频率的变化，确保设备的正常运行。

58.多级别控制配合不同需求客户，强化系统管理。

成套电器智能化管理系统提供了多级别控制功能，可以满足不同需求客户的要求，强化系统管理。多级别控制包括远程控制、本地控制和手动控制等多种方式。远程控制可以实现对设备的远程操作和管理，方便管理人员在远程终端对设备进行监控和控制。本地控制则可以在设备现场进行操作，适用于一些需要现场操作的情况。手动控制则作为备用控制方式，在自动控制出现故障时，可以通过手动操作来保证设备的正常运行。

多级别控制功能可以根据客户的实际需求进行灵活配置，满足不同客户的个性化需求。同时，多级别控制还可以提高系统的可靠性和稳定性，当某一级别的控制出现故障时，可以通过其他级别的控制方式来保证设备的正常运行。

59.符合环保要求采用环保材料和节能设计，实现绿色生产和使用。

成套电器智能化管理系统在设计和生产过程中，充分考虑了环保要求，采用了环保材料和节能设计，实现了绿色生产和使用。在材料选择方面，系统采用了环保型材料，如无铅焊料、环保型绝缘材料等，减少了对环境的污染。在节能设计方面，系统采用了先进的节能技术，如智能控制、优化能源分配等，降低了能耗，减少了能源浪费。

此外，成套电器智能化管理系统还可以通过对设备的智能控制，实现对环境的保护。例如，当设备处于低负荷运行状态时，系统可以自动调整设备的运行参数，降低能耗，减少对环境的影响。同时，系统还可以对设备的运行状态进行监测，当设备出现故障时，及时采取相应的措施，避免因设备故障而引发环境污染等问题。

九、结论

成套电器智能化管理在现代电力系统及各个领域中具有至关重要的地位。以下将从重要性、系统方案、关键技术、应用场景和优势等方面进行总结，并展望未来发展前景。

一、重要性

60.提升电力系统运行效率：成套电器作为电力系统中的关键组成部分，其智能化管理能够实现远程监控、故障自诊断和能源管理等功能，实时掌握设备运行状态，及时发现问题并处理，快速定位故障点，减少故障排查时间，优化能源分配，降低能耗。

61.提高安全性：配备先进的自检系统，及时发现线路和电网问题，确保电力系统安全稳定运行。多级别控制功能满足不同需求客户，强化系统管理。采用环保材料和节能设计，符合环保要求，实现绿色生产和使用。

二、系统方案

62.生产信息化管理系统：通过管理平台、信息数据库、编码机、打码机、扫码录入端和扫码确认端等组成的生产信息化管理系统，实现了从订单下达、产品编码生成、物料信息调入，到生产加工、质检、仓储管理等各个环节的信息化管理，确保产品在整个生产过程中的唯一性标识，为生产过程中的物料调配和人员管理提供准确的数据支持。

63.开关柜二次线智能化解决方案：传统开关柜二次线制作工艺繁琐，人工依赖性大，效率低。某公司通过智能化提升二次线制作方案，采用传感器、软件控制、快速更换模型、在线检测等技术，实现了自动化生产，提高了生产效率，降低了对人工的高度依赖性，有效解决了劳动力短缺问题，提高了生产品质。

64.高低压成套开关设备智能化控制系统：由柜内环境监测模块、电气运行参数监测模块以及分析评估软件组成的智能化控制系统，实现了对高低压成套开关设备的三相电压、频率、有功功率、功率因数、电量、三项基波电压、正序和负序基波电压，以及记录短路故障的电压电流波形等数据的实时监测，全面掌握设备的运行状态，为设备的维护和管理提供决策支持。

三、关键技术

65.传感器技术：在成套电器智能化中起着至关重要的作用，能够实时监测和感知设备的运行状态、环境参数等信息。随着科技的不断进步，传感器技术呈现出微型化、集成化、智能化的发展趋势，将进一步提高成套电器智能化系统的性能和稳定性。

66.通信技术：是实现成套电器智能化信息传输的关键技术，包括有线通信和无线通信两种。随着物联网技术的发展，无线通信在成套电器智能化系统中的应用越来越广泛。通信技术的发展趋势是高速、可靠、安全，将提高成套电器智能化系统的实时性和抗干扰能力。

67.人工智能技术：是实现成套电器智能化决策和控制的核心技术，能够根据传感器采集的数据进行智能分析和决策。包括机器学习、深度学习、自然语言处理等技术，发展趋势是算法优化、数据处理能力提升、应用领域拓展，将提高成套电器智能化系统的智能化水平和应用范围。

68.云计算技术：是实现成套电器智能化数据存储和共享的重要技术，能够将大量数据集中存储和处理，实现数据共享和协同工作。发展趋势是安全性、隐私保护、可扩展性等方面的提升，将提高成套电器智能化系统的可靠性和安全性。

四、应用场景

69.智能电网：成套电器在智能电网中起着至关重要的作用，通过智能化技术实现电力的高效、安全和可靠传输。在智能电网中，成套电器充分利用先进的传感器、通信和控制技术，实现配电开关设备、保护装置、智能仪表等功能，为电力的稳定传输和分配提供保障。

70.工业自动化：成套电器在工业自动化领域广泛应用于各种生产设备中，如数控机床、自动化生产线、工业机器人等。通过智能化技术，实现设备的自动化控制、故障诊断和优化等功能，提高生产效率和质量。

71.智能家居：智能家居中的成套电器设备组成包括各种智能家电、智能照明、智能安防等设备。通过物联网技术和智能化控制实现设备的互联互通和智能化控制，为家庭提供全方位的安全保障，营造舒适的生活环境。

72.新能源领域：新能源领域中的成套电器设备范围包括各种新能源发电设备、储能设备等。通过智能化技术实现新能源设备的可靠运行和高效利用，促进可再生能源的发展和能源结构的优化。

五、优势

73.提升电力系统运行效率：远程监控功能实时掌握设备运行状态，及时发现问题并处理；故障自诊断功能快速定位故障点，减少故障排查时间；能源管理功能优化能源分配，降低能耗。

74.提高安全性：自检系统及时发现线路和电网问题，确保电力系统安全稳定运行；多级别控制配合不同需求客户，强化系统管理；符合环保要求采用环保材料和节能设计，实现绿色生产和使用。

六、未来发展前景

随着科技的不断进步和社会的快速发展，成套电器智能化管理的未来发展前景广阔。

75.高效节能：随着环保意识的提高，成套电器设备将更加注重节能和环保，采用更高效的能源转换技术和材料，降低能源消耗和排放。

76.高可靠性：成套电器设备将更加注重可靠性，包括设备的持久性、稳定性和安全性，以满足不断变化和严格的使用需求。

77.智能化控制：成套电器设备将更加智能化，通过自动化控制系统和传感器实现设备的远程监控、故障诊断和自动调整，提高设备的运行效率和安全性。

总之，成套电器智能化管理是电力系统及各个领域发展的必然趋势，具有重要的现实意义和广阔的发展前景。