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摘要：配电房是在建筑工程中不可或缺的一个主要功能配备，由于科学技术的不断发展，配电房的电柜设计结构也由简单逐渐发展为自动化程度越来越高的现代化配电设计。基于此，本文首先介绍了高低压配电柜的概念，然后重点阐述了配电房高低压配电柜的智能化优化设计。
关键词：配电房；高低压配电柜；优化设计
引言：目前的低压配电柜结构优化设计朝着模块化、标准化的结构设计，其特点主要表现在本身的设计标准较高，同时设计步骤又较为方便，以多元化的结构形式突显多样化的需求目的，不仅适用于不同环境以及各类等级，而且极大的提升了配电柜在配电网运行中的稳定和安全。
1、高低压配电柜的概论
1.1低压配电柜
当前，我国现行主要使用的低压配电柜主要有两种：第一种是由我国自主研发的或者通过仿照经过3C认证低压配电柜。比如GCK低压抽出式开关柜和GCS低压抽出式开关柜等。第二种是由国外引进的比较先进的低压配电柜，主要有瑞士ABB公司生产的MNS3低压抽出式开关柜和德国西门子研发的Sivcon低压配电柜等。
1.2高压配电柜
高压配电柜相对来说比较复杂啊，其系统构成主要包括了控制装置、开关和应急保护装置，除此之外，还有起到辅助作用的相关附件及组件。我国发展高压配电柜已经经过了三个主要的过程：第一个主要的过程是二十世界50年代到60年代，是我国发展配电房的起始阶段，在初期，由于我国经历了战争之后受到经济、科技等方面的客观因素的制约，没有能力也没有人才可以自主地去研发高压配电柜，在这个阶段，我国的配电柜都是对前苏联的进行仿制。第二个过程是上世纪的60年代到70年代，这个时期可以算是高压配电柜的发展时期，我国开始正式地对高压配电柜进行自主研发，而且成功地研制出了多种较为简单的高压配电柜。第三个过程则是上世纪80年代到现今，随着改革开放的到来，我国无论是科技还是经济都得到了翻天覆地的变化，我国的保守观念也得到了改善，在这一阶段，我们引进了大量的国外先进技术，并且加大了自主研发高压配电柜的技术。
2、配电柜智能化优化设计
2.1智能化配电柜一次设备
常规的配电柜一次设备通常采用的是户内开关设备，一般情况下，在高压上采用的是中置式开关柜，在低压上采用的是塑壳断路器或者框架断路器组成的固定分割式和抽屉式回路。这些户内开关设备根据断路器配电容量以及配电柜的用途进行划分，将开关设备进行各种结合，组成各种各样的不同功能的配电柜。
传统的配电柜一次设备以断路器为主要部分，熔断器、接触器和其他的设备为辅助部分。将配电柜的一次设备进行智能化设计，主要包括：断路器控制器的智能化、熔断器和接触器状态参数采集设备的智能化。
断路器智能化控制器需要进行测量的参数主要包括：断路器状态、断路器位置、电流、电压、频率、功率因数、有功、无功、电度、过载保护时间、保护延时时间等等。断路器内部的互感器用来为智能控制器采集电流，在电流采集完成后智能控制器可以通过芯片内部设计好的程序计算出其他的参数，然后设置合理的保护时间，同时，断路器的辅助点用来为智能控制器采集断路器的状态和位置。智能控制器通过以太网接口，在和工业以太网交换机进行直接的GOOSE通信时，采用光纤传输方式。
熔断器和接触器状态采集设备需要采集的参数主要包括：接触器的状态和电流、熔断器的状态和流经熔断器的电流。接触器状态和电流、熔断器状态和电流在与上层的IED进行GOOSE进行通信时，同样是采用光纤传输的方式传送到过程层交换机。
2.2智能化配电柜二次设备
传统的配电柜二次设备主要包括传统的电磁式指针表、电磁式继电器保护设备和电磁式互感器。这些设备不仅存在着体积大，在安装与配线的过程中操作复杂、检修不方便等缺点，而且在工作中的测量精度比较低，难以满足需要。
在配电柜二次设备智能化的设计中，采集设备和互感器均采用电子设备，电子式互感器和电子式采集器能够实现采集又模拟向数字的转变。通过数字化采集得到的信号以光纤传输的方式传送到光纤交换机，然后再由光纤交换机将这些数据传送到测控IED。整个传输过程包括电子采集设备、光纤交换机、测控IED，传输方式为光纤传输，这样的数据传输过程不仅使复杂的配线变得简单，还增加了信息采集的路数，同时仅仅通过简单的跳线就能够使多路的信息采集共同使用一个测控ID。
2.3IEC61850系列交换机
IEC61850系列交换机具有以下优点：能够在工业标准下配电柜复杂的电磁环境下正常工作；安全性能高，能够为通讯提供非常可靠的保护，以防止数据信息被伪造或者篡改；具有链接丢失报警功能，能够检测管线光线连接是否断开，如果断开可以重新选择路由；结构模块化，能够支持多种不同类型的通讯，并且与各种网络设备的连接方式都非常简单；配备了GIGA-BIT上行链路接口，可以与多个通讯交换机相连，同时还具有前后以太网接口；符合IEC61850-3的标准，可以对数据通讯进行优化配置，还可以为GOOSE对等通信提供优先权。
2.4GSM报警设备
在智能化配电柜的设计中为配电柜配置GSM/GPRS报警设备，有利于对配电柜的状态、参数进行及时的了解和掌握，同时还能够预测配电柜的寿命。通过智能化配电柜的GSM/GPRS报警设备可以随时随地对配电柜的参数进行监测，并将监测得到的变化量都存在数据库中，然后通过报警软件的筛选，将有用的报警信号通过AT指令的形式发送出去。
2.5智能化配电柜的系统组成
虽然智能化配电柜是智能化电网建设中最基本的单元，但是智能化配电柜在整个智能电网中却起着非常重要的作用。智能化配电柜主要由智能化接触器、智能化熔断器、智能化电路器等开关设备组成，这些智能开关设备通过光纤传输的方式与交换机之间进行数据交换。信息的采集与传输过程主要为：电子式互感器和电子式采集器进行数据的采集，并将采集到的数据通过光纤传输的方式传送到光纤转接盒，然后再将转换盒连接到智能测控设备上面。智能化配电柜上配置有IEC61850交换机，该交换机通过简单的链接方式就可以实现智能化配电柜之间以太网的数据通信。另外，在智能化配电柜上还装备有GSM报警设备，可以实时监测配电柜的各个参数，并进行短消息报警。
结束语
总之，配电房高低压配电柜的智能化优化设计不仅满足了人们对配电柜智能化的需求，还保证了配电网能够更顺利更安全的运行，为人们提供更安全可靠的电力供应。同时，将先进的技术运用到配电柜的智能化设计当中，可以实现配电柜故障定位和抢修的快速化，为电网的安全性提供了保障。相关部门和研究人员应该加快智能化配电柜的设计，推动我国智能电网的建设步伐.
参考文献
[1]吝忠良.配电房高低压配电柜优化设计分析[J].科学与财富，2015
[2]周凌云.关于配电房高低压配电柜的优化选择[J].建筑工程技术与设计，2013
[3]薛俊鹏；陈家涛；；浅谈国内外低压配电柜的发展趋势[J].民营科技，2011