随着我国计算机技术以及网络通信技术等一些通信技术的不断发展，加速和推进了我国智能电网建设的进程。智能化配电柜是智能电网中最基本的一部分，也是智能电网建设中重要的组成部分。本文首先对智能化配电柜进行了简单的概述，并介绍了智能化配电柜的性能特点，对智能化配电柜的设计思想进行了探讨和研究。
一、智能化配电柜概述
智能配电柜是一款针对数据中心机房能源末端，综合采集所有能源数据的配电柜。为终端能源监测系统提供高精度测量数据，通过显示单元，实时反映电能质量数据，并通过数字通讯上载至后台环境控制系统，以达到对整个配电系统的实时监控和运行质量的有效管理。
目前，智能配电柜主要用于电信、金融、政府及IT等IDC数据中心或工业企业等重要客户，为网络服务器等重要设备提供电力分配、配电回路保护、计量等服务，用于供电可靠性要求高、不间断供电领域。
二、智能化配电柜的功能特点
（一）先进的报警功能
多层报警设置可以预防潜在的故障，对回路过负荷、过电压、欠电压、三相不平衡、隔离变压器过温等参数进行报警。通过显示单元或专业网关配合可以第一时间将报警信息通过显示、声光报警、短信及邮件等方式告之管理者。
（二）高精度、宽量程
可以提供精确的计量数据，满足对机架式和刀片式服务器电源的监测，多种馈线CT量程选择能够将测量误差降到最低。同时，分支回路可以最大支持电流为100A的回路测量需求。
（三）高性能、高集成化
良好的性能及高集成化产品，很好的保证了设备运行更加稳定、安全。通过集中处理分支测量的方式，产品集成度高，可以在列头柜相对狭小的空间内自由安装，极大增强柜内安装能力及整体运行稳定性，更加方便用户后期维护。
（四）智能化系统监控
让用户及时了解负载运行情况，并可实现对每个PDU电源的监控和报警，多层报警设置预防潜在的电源故障，便于用户及早发现安全隐患，规避配电风险。报警全面，实现精密配电，降低用户因误操作引起的局部断电事故。系统本地可保存大量的历史记录与故障信息，数据采集有较强的实时性，提供关键数据分析，便于用户分析故障原因。
三、智能化配电柜的设计
（一）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。
（二）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。
（三）IEC61850系列交换机
IEC61850系列交换机具有以下优点：
1、能够在工业标准下配电柜复杂的电磁环境下正常工作;
2、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;
3、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;
4、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;
5、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;
6、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。
（四）GSM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。
（五）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。
智能化配电柜的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。
