淺談配電房高低壓配電柜的優(yōu)化選擇

1、淺談配電房高低壓配電柜的優(yōu)化選擇【摘要】：配電房高低壓配電柜的選擇是直接影響配電房工作效率高低的重要因素。隨著科技的發(fā)展，高低壓配電柜不僅種類繁多，其功能也各異，因此，為了使高低壓配電柜能夠達(dá)到科學(xué)、合理且經(jīng)濟(jì)的效果，并能在使用過程中成功達(dá)到優(yōu)化，最終高效的完成工作，一定要經(jīng)過綜合全面的考慮，再對(duì)其進(jìn)行選擇。本文就通過對(duì)當(dāng)下各類高低壓配電柜的介紹，對(duì)高壓配電柜和抵押配電柜的優(yōu)化選擇進(jìn)行了重點(diǎn)研究?！娟P(guān)鍵詞】：配電房；高低壓配電柜；優(yōu)化選擇1. 引言電力能源是一種可持續(xù)發(fā)展再生能源，自從愛迪生發(fā)明電燈照亮世界，就開啟了人類對(duì)電的探索。當(dāng)前，電力事業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為帶動(dòng)世界高速轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪。電的穩(wěn)定、

2、安全、正常運(yùn)轉(zhuǎn)能滿足人們?nèi)粘Ｓ秒娀疽螅虼伺潆姺颗潆娤到y(tǒng)應(yīng)做到謹(jǐn)慎選擇，對(duì)配電設(shè)備做到優(yōu)化選擇，而選擇高低壓配電柜在配電房中起到舉足輕重作用。2. 配電系統(tǒng)設(shè)備特點(diǎn)2.1 高壓開關(guān)的相關(guān)知識(shí)高壓開關(guān)包括以下主要相關(guān)部件：(1) 負(fù)荷開關(guān)。負(fù)荷開關(guān)主要是控制電流即接通和關(guān)閉工作電流的開關(guān)。按照不同方式可以分為兩種類型，即產(chǎn)氣式和壓氣式。隨著技術(shù)不斷發(fā)展，到 20世紀(jì) 90 年代，出現(xiàn)了 SF6 及真空負(fù)荷開關(guān)。真空負(fù)荷開關(guān)特點(diǎn)鮮明，主要是非?？煽慷页杀緲O低，可使用戶免于維修，解決了廣大用戶的后顧之憂，受到了很多用戶的肯定和歡迎；(2) 負(fù)荷開關(guān) - 熔斷器組合電器。顧名思義其主要作用是保護(hù)

3、變壓器開關(guān)設(shè)備。因?yàn)樨?fù)荷開關(guān)在其中的工作職能是接通和關(guān)閉工作電流。相比較而言開斷能力非常有限。熔斷器的作用極其重要，可以用來短路保護(hù)。在具體的設(shè)備設(shè)計(jì)中，負(fù)荷開關(guān)和熔斷器之間存在著 1 個(gè)間隔區(qū)域，這個(gè)間隔區(qū)域就是電流區(qū)域段。只有負(fù)荷開關(guān)和熔斷器相互配合、相互協(xié)調(diào)，才能在工作中真正意義上實(shí)現(xiàn)對(duì)配電系統(tǒng)的保護(hù)作用，使整個(gè)配電系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；(3) 中壓斷路器。中壓斷路器是能開斷短路電源的開關(guān)。按照不同類型來分，中壓斷路器可以分為兩大類：SF6斷路器和真空斷路器。這兩種斷路器存在著一個(gè)共同的特性，即都采用了彈簧操動(dòng)設(shè)計(jì)。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，中國國內(nèi)相關(guān)技術(shù)人員正在研制設(shè)計(jì)永磁式操作方案?？梢灶A(yù)計(jì)

4、，隨著繼電智能化的快速發(fā)展，斷路器保護(hù)將會(huì)更加全面、先進(jìn)，但是其作用將不會(huì)出現(xiàn)明顯變化，仍然主要在二、三段式保護(hù)以及帶反時(shí)限功能的保護(hù)這幾方面發(fā)揮自己的作用。2.2 變壓器的分類及工作原理變壓器的工作原理就是通過自身對(duì)電壓高低的調(diào)控從而達(dá)到對(duì)電能的輸送、調(diào)配和使用。按照不同的方式其分類是不相同的。主要分為油浸式變壓器和干式變壓器。但是如果按照調(diào)壓方式進(jìn)行劃分則可以分為有載變調(diào)器和無載調(diào)壓器。在不同的環(huán)境，對(duì)于變壓器的選擇也是有一定要求的。如果在公眾場(chǎng)所，處于多塵或者腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)境下，應(yīng)該選擇密閉型變壓器或者防腐型變壓器。如果對(duì)于供電系統(tǒng)的要求不是過于苛刻，或者是民用獨(dú)立建筑方面，則可以選用另

5、外一種截然不同的變壓器，三廂油浸自冷變壓器。如果現(xiàn)實(shí)環(huán)境對(duì)于變壓器的要求較高，例如高層或者超高層建筑、電廠、化工等環(huán)境較為嚴(yán)峻的場(chǎng)所就要采用干式變壓器。同時(shí)對(duì)于主變壓器數(shù)量與種類一定要從多個(gè)角度進(jìn)行考慮，供電區(qū)供電條件以及用電總量、負(fù)荷，以及變壓器運(yùn)行方式進(jìn)行綜合的測(cè)評(píng)，還要嚴(yán)格按照國家制定的相關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。3. 高低壓配電柜簡(jiǎn)介3.1 高壓配電柜高壓開關(guān)柜按斷路器安裝方式分為固定式和移開式（手車式）?，F(xiàn)在常用的移開式高壓柜是 KYN28 型，固定式為 GG-1A 型及XGN15-12。（1） KYN28 柜的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)上是由手車和柜體兩個(gè)大部分組成，柜體由金屬隔板沖壓而組裝成，分別間隔成四個(gè)獨(dú)立

6、的隔室：電纜室、手車室、母線室、儀表室。手車分為計(jì)量手車、PT 手車、斷路器手車等。KYN28 柜的一次電氣元件是由接觸器或真空斷路器、PT、CT、變壓器、高壓熔斷器、銅排、高壓電抗器及絕緣件等所組成，二次電氣元件主要包括儀表、繼電器或綜合保護(hù)裝置、轉(zhuǎn)換開關(guān)、空氣開關(guān)、按鈕和信號(hào)燈等。因?yàn)槭周囀侵兄檬降?，可以推入和抽出，就使得整個(gè)一次系統(tǒng)有一個(gè)安全的斷開點(diǎn)，以及 KYN28 柜具備的“五防”聯(lián)鎖功能，都保證了檢修、斷電、送電的安全性，而且，手車一般都滿足互換性，更加方便了維修和試驗(yàn)。（2） 1.2 XGN15-12 柜的特點(diǎn)XGN152-12 是新一代的高壓電器成套產(chǎn)品，符合國家標(biāo)準(zhǔn)Q335K

7、V 交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備R，也具有“五防”強(qiáng)制閉鎖功能，該產(chǎn)品吸收了國外先進(jìn)技術(shù)，具有體積小，僅普通開關(guān)柜體積的60%，斷路器可靠性高、性能好的特點(diǎn)，可滿足額定電壓 3.512KV，額定電流 6303150A，防護(hù)等級(jí)達(dá)到 IP2X，操作方式也有電磁式或者彈簧儲(chǔ)能式供用戶選擇。3.2 低壓配電柜低壓配電柜，廣泛應(yīng)用在 400V 低壓系統(tǒng)中，如果按供電系統(tǒng)要求和使用場(chǎng)所分類的話，一級(jí)和二級(jí)配電設(shè)備都使用的是低壓配電柜，俗稱“低壓配電柜”或“低壓配電屏”。屬 GCS、MNS、GCK、GGD 這四類最常見。下面對(duì)部分進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。（1） GCS 柜的特點(diǎn)GCS 柜是抽屜式開關(guān)柜最為常見的，主構(gòu)架選取

8、了 8MF 型開口型鋼，型鋼的側(cè)面分別留了模數(shù)為 20mm 和 100mm 的直徑為9.2mm 的安裝孔，各功能室的裝置是相互間隔的，分為電纜室和母線室、抽屜單元室，各室的作用互相是獨(dú)立的。電纜隔室的設(shè)計(jì)使得電纜在進(jìn)出上下都十分的方便 。每臺(tái) MCC 柜（配出柜）最多可以安裝 22 個(gè)二分之一單元的抽屜或者是11 個(gè)一單元的抽屜，機(jī)械聯(lián)鎖裝置被設(shè)計(jì)在抽屜單元，可以輸出抽屜在斷開、合上，試驗(yàn)位置的輔助觸點(diǎn)用在二次回路的設(shè)計(jì)。（2） MNS 柜的特點(diǎn)這同樣是一類低壓的抽出式成套開關(guān)設(shè)備，由板彎制而成的殼體，抽出式的 MCC 柜內(nèi)分為三個(gè)隔室，其隔室可以分成功能電纜室、母線室、單元室。因?yàn)樗侥妇€隔

9、室在其后面，因此又可以做成雙面柜。這時(shí)與 GCK 柜的母線樣式差不多，功能單元抽屜層高的模數(shù)為 200mm，抽屜單元設(shè)有機(jī)械聯(lián)鎖裝置。圖1為低壓配電方式圖1：低壓配電方式4. 對(duì)配電房高低壓配電柜進(jìn)行優(yōu)化選擇的主要方法4.1 高壓配電柜的優(yōu)化選擇（1）保證并提高高低壓配電柜運(yùn)行的可靠性：在選擇高壓配電柜時(shí)，首先應(yīng)對(duì)其設(shè)備的基本情況以及工程的投資情況進(jìn)行了解，再仔細(xì)分析其供電方面是否具有較高的可靠性，再綜合全面的進(jìn)行選擇。供電可靠性主要是指，從手車柜中所抽出的組合部件能夠安裝在完全移出的小車上，并具有更換簡(jiǎn)單易操作以及維修方便且安全的優(yōu)點(diǎn)。但是選用手車柜對(duì)土建地坪具有較高的施工要求，為了方便小車

10、能夠順利的進(jìn)出開關(guān)柜，柜體內(nèi)的軌道頂面應(yīng)該與柜外的地面乎齊，并應(yīng)綜合考慮鋪設(shè)絕緣橡膠墊，以降低其出入時(shí)的震動(dòng)頻率。中置柜可以簡(jiǎn)單的形容為手車柜的改進(jìn)型，主要是將其抽出的組合部件安裝和替換到柜體中部的小車上，在移出時(shí)應(yīng)該運(yùn)用專業(yè)的運(yùn)載設(shè)備。固定柜可以說是最早運(yùn)用的一種柜型，其柜體內(nèi)部的元件都是固定安裝的，因此，在元件發(fā)生故障時(shí)，修改難度較大，并需要停電的時(shí)間長(zhǎng)，大大降低了供電的可靠性和連續(xù)性；（2）實(shí)際運(yùn)行中的實(shí)用性 ：在我國目前的市場(chǎng)上，國產(chǎn)的高壓配電柜與進(jìn)口的高壓配電柜所占的比例幾乎是一半，從總體上來說，這兩種高壓配電柜都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定。首先，國產(chǎn)的

11、高壓配電柜普遍具有價(jià)格適中、可靠性能高以及售后維修工作方便等優(yōu)點(diǎn)，但很多體積都比較大，需要占據(jù)較多的空間，若遇到配電房的空間有限，則最好不要選擇國產(chǎn)的高壓配電柜。相對(duì)來說，進(jìn)口的高壓配電柜也具有較高的可靠性能，且體積較小，各組件元器的布置也很緊湊，適應(yīng)范圍較廣，但其價(jià)格也較高，并且不能保證售后維修方便快捷。由此可見，這兩種高壓配電柜各有利弊，因此，在對(duì)其進(jìn)行選擇時(shí)，一定要根據(jù)實(shí)際情況，綜合全面的進(jìn)行考慮；（3）使用操作的簡(jiǎn)化性 ：保護(hù)和維護(hù)量的簡(jiǎn)化是配電系統(tǒng)未來的重要發(fā)展方向。我國目前所應(yīng)用的大部分高壓配電柜中存在著原來的電氣控制及保護(hù)器型，這種復(fù)雜的保護(hù)和控制設(shè)置不僅提高了故障的發(fā)生率，還大

12、大增加了之后的維修量。因此，最好選擇最新研發(fā)的具有綜合智能保護(hù)器型的高壓配電柜，這種配電柜對(duì)柜內(nèi)的組件進(jìn)行了簡(jiǎn)化，在投入使用后發(fā)生故障的幾率較小，從而減少了維修量，可以節(jié)省大量的人力和物力。因此，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，最好優(yōu)先選擇新型智能高壓配電柜，以此來簡(jiǎn)化工作，同時(shí)提高工作效率。4.2 低壓配電柜的優(yōu)化選擇（1）明確低壓配電柜的主要技術(shù)，并根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇 ：在對(duì)低壓配低柜進(jìn)行優(yōu)化選擇時(shí)，除了要明確基本的額定電壓以及額定頻率以外，還必須對(duì)其主母線額定電流的最大數(shù)值以及額定短時(shí)受耐電流等方面的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)的分析與了解，必須選擇符合相關(guān)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的低壓配電柜；（2）對(duì)低壓配電柜對(duì)重要元件的要求要進(jìn)行明確 ：在低壓配電柜中對(duì)其柜當(dāng)中的各種元件都有相對(duì)比較高的要求。其基本要有包括 ：柜體小型化、功能模塊化、組裝簡(jiǎn)潔化以及安裝尺寸模數(shù)化等等。其次，要仔細(xì)分析斷路器方面，全力提高斷路器的可靠性以及其耐高溫能力。5. 結(jié)語本文從配電柜系統(tǒng)的特點(diǎn)出發(fā)，介紹了高低壓配電柜