論低壓智能配電柜的技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展

廊坊供電公司 王云霞

在我國，低壓配電柜經(jīng)歷了50年左右的發(fā)展歷程，目前已經(jīng)形成一個較為完善的體系?，F(xiàn)階段，低壓配電柜也從最初的容量小、性能指標(biāo)低、功能單一、體積大、種類少，發(fā)展為具有高性能、小體積、智能化等特點的產(chǎn)品。低壓配電柜的主要功能是分配電能和控制電能使用，隨著人們生活水平的不斷提高，對供電質(zhì)量也提出了更高的要求。而低壓配電柜各方面性能的優(yōu)劣直接影響整個電網(wǎng)的供電質(zhì)量。因此，必須從技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新來不斷提高低壓配電柜各方面的性能，以此來確保供電質(zhì)量。本文就低壓智能配電柜的技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展進(jìn)行探討。

1 低壓智能配電柜制造技術(shù)的提升

在以往傳統(tǒng)低壓配電柜的制造過程中，會涉及諸多較為專業(yè)的工藝，如焊接技術(shù)、冷沖壓技術(shù)、模具加工以及塑料成型等，可以說配電柜制造技術(shù)水平的提升與這些專業(yè)技術(shù)的提高有著密不可分的關(guān)系。很多生產(chǎn)商家為了提高配電柜的制造技術(shù)，都不斷加大了研發(fā)力度，各種新型產(chǎn)品也隨之不斷涌現(xiàn)。如ABB公司在低壓配電柜的制造上，本著創(chuàng)新的精神，研發(fā)并推出了一系列新型的終端配電箱。該配電箱以手折式為主，底箱采用的是特殊工藝直接在鍍鋅鋼板上沖孔成型，并未采用傳統(tǒng)的焊接成型技術(shù)，用戶能夠通過手動將底箱快速折疊成型。此外，該箱體在未經(jīng)折疊前為平板形狀，便于存放和運輸。

1.1 標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計

目前供電企業(yè)要求全面推進(jìn)電網(wǎng)需求管理，對線損管理、提高供電質(zhì)量、保證供電的可靠性和安全性提出了新的要求。低壓配電柜的模塊化設(shè)計是指安裝方式多樣化、安裝尺寸模數(shù)化、組裝結(jié)構(gòu)積木化、系統(tǒng)功能模塊化等，此類設(shè)計具有較高的標(biāo)準(zhǔn)化及流程化程度，設(shè)計過程方便快捷，結(jié)構(gòu)形式多元化等特點，可滿足不同使用環(huán)境及防護(hù)等級的需要，極大地提高了運行的安全性和可靠性。

電網(wǎng)配電變壓器由于其安裝位置分布、安裝地點等問題，使其無法為配變管理和決策分析提供有效數(shù)據(jù)。而GPRS技術(shù)能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的需要，如圖1所示。

在GPRS無線電網(wǎng)配電變壓器實時監(jiān)測管理系統(tǒng)中，GPRS覆蓋范圍廣，GPRS電力遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)一般位于電力公司的配電中心，或者位于居民小區(qū)的電表數(shù)據(jù)采集點，利用中國移動現(xiàn)有的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)，電表數(shù)據(jù)通過中國移動的GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。如圖1所示，只要在無線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍之內(nèi)，都可以完成對電表數(shù)據(jù)的集中抄表控制和管理。

1.2 低壓配智能電柜的可靠性

低壓配電柜一個最重要的技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)屬高可靠性。為了使低壓配電柜能夠具有較高的可靠性，這就要求供電企業(yè)在使用過程中進(jìn)行嚴(yán)格地可靠性控制和可靠性檢驗維護(hù)。國外大部分電氣公司對于低壓配智能電柜的可靠性重視程度都相當(dāng)高，并頒布了一系列可靠性檢測標(biāo)準(zhǔn)，如IEC605等。

2 低壓配電柜的技術(shù)創(chuàng)新

圖1 GPRS無線電網(wǎng)配電變壓器實時監(jiān)控模式

圖2 智能化低壓配電網(wǎng)絡(luò)

低壓配電智能終端柜可單獨使用，也可組成終端柜配套使用。安裝低壓配電智能終端后，終端能夠全面地、準(zhǔn)確地、實時地采集配變各種運行數(shù)據(jù)，如三相電壓電流、N線電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波等，同時該終端可同時完成實時監(jiān)測儀、無功補償裝置、諧波監(jiān)測儀、電壓監(jiān)測儀、電能計量表等的功能。隨著工業(yè)以太網(wǎng)以及現(xiàn)場總線技術(shù)的快速發(fā)展，為低壓開關(guān)柜的智能化提供了良好發(fā)展平臺，使其從各個電器元件到成套設(shè)備均實現(xiàn)了通訊化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

2.1 配電系統(tǒng)的智能化控制

由于開關(guān)柜中的各種電器元件均采用了智能化元件，并將微電子、計算機控制、工業(yè)以太網(wǎng)和電力電子等技術(shù)與傳統(tǒng)配電柜技術(shù)相結(jié)合，從而極大程度地提高了設(shè)備的可靠性。智能型低壓開關(guān)柜利用通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了智能低壓配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有“四遙”功能，即遙測、遙控、遙調(diào)和遙訊。此外，現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，提高了低壓配電柜的總體配電質(zhì)量，大幅度降低了能耗，并且實現(xiàn)了配電保護(hù)自動化以及局域網(wǎng)現(xiàn)場連接，進(jìn)一步提高了配電系統(tǒng)的可靠性。工業(yè)以太網(wǎng)、通信技術(shù)以及現(xiàn)場總線的應(yīng)用，給用戶提供了一個智能快捷、安全可靠的人機界面，從而實現(xiàn)了對自動化配電系統(tǒng)的智能化控制。智能化低壓配電系統(tǒng)如圖2，主要由以下幾個部分組成。

低壓配電智能終端既可單獨使用，也可組成終端柜配套使用。低壓配電智能終端柜主要由低壓配電智能終端、無功補償電力電容器、復(fù)合開關(guān)和保護(hù)器件等組成，并且可以根據(jù)用戶的自身需要，選配電能表計和負(fù)荷開關(guān)等如圖2所示。

2.2 新型環(huán)保材料在配電柜的應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國大力提倡的方針政策是節(jié)能減排、低碳環(huán)保。各大低壓配電柜的生產(chǎn)廠家也順應(yīng)這一趨勢大量采用低碳環(huán)保的新型材料。如在電力及自動化技術(shù)領(lǐng)域中都首屈一指的ABB公司生產(chǎn)的MNS低壓配電柜除采用了覆鋁鋅柜架外，還采用了高導(dǎo)電率的銅母排，并配以熱縮套管，極大地提高了安全性能。另外，由于氟利昂和鹵素在燃燒過程中，前者會破壞臭氧層，后者則會產(chǎn)生有毒煙氣，影響人體健康，而該配電柜中采用的塑膠材料不含鹵素和氟利昂，并且還具有自熄和阻燃功效，因此，不僅保障了安全，而且還實現(xiàn)了環(huán)保。

3 低壓配電柜的未來發(fā)展趨勢

隨著數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，第四代智能化低壓配電柜的研發(fā)必將成為我國未來一段時期內(nèi)低壓配電柜的主要發(fā)展趨勢。利用現(xiàn)場總線技術(shù)與具有網(wǎng)絡(luò)化、智能化和通訊化的各類新型低壓配電設(shè)備相結(jié)合的方式肯定會研制出新型的產(chǎn)品。由于我國大規(guī)模工程項目以及智能化高層建筑的不斷增多，對低壓配電柜的容量提出了更高的要求，雖然目前單個變壓器的最大容量已經(jīng)達(dá)到2000kVA以上，但是為了不斷適應(yīng)未來發(fā)展的需要，還應(yīng)不斷研發(fā)容量更大的低壓配電柜來滿足供電需求。低壓配電柜未來技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展將越來越傾向于模塊化和系統(tǒng)化，側(cè)重于元件的研究和開發(fā)，力求使元件面向體積小型化、性能強大化方向發(fā)展，同時也將會被越來越廣泛地使用在新材料上。低壓配電柜會以自動化操作系統(tǒng)為發(fā)展趨勢，在機械制造與安裝方面，表現(xiàn)為日趨模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化，通過接口終端實現(xiàn)與計算機控制的自動化配電系統(tǒng)組件相通信，使整個配電柜系統(tǒng)處于智能化控制狀況。隨著低壓配電柜技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，其必將廣泛應(yīng)用于各大企業(yè)、工程項目和重要技術(shù)領(lǐng)域之中，并且在機電自動化領(lǐng)域發(fā)揮著不可忽視的作用，不僅可以確保電網(wǎng)安全運行，提高電網(wǎng)運行質(zhì)量，還可以自動化控制用電量，從而有助于電力企業(yè)提高經(jīng)濟效益，促進(jìn)電力企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

4 結(jié)論

總而言之，隨著全球經(jīng)濟一體化進(jìn)程的不斷加快，市場競爭隨之越來越激烈，這種競爭也逐漸由區(qū)域性競爭擴大為國際性競爭，基于這一現(xiàn)狀，給低壓配電柜的使用和維護(hù)提出了更高的要求。企業(yè)的發(fā)展離不開技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，為了能夠生產(chǎn)制造出更好的低壓變電柜，企業(yè)應(yīng)不斷引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，自主研發(fā)出新型產(chǎn)品，并以此為企業(yè)創(chuàng)造有利的競爭條件，進(jìn)而在激烈的市場競爭中占據(jù)一席之地。

[1]張可欣.淺談低壓配電柜的開發(fā)與研究[J].科技致富向?qū)?2011(18).

[2]柳松林.車立恒.大亞灣核電基地數(shù)據(jù)中心機房低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計與實施[A].2010電力行業(yè)信息化年會論文集[C].2010(7).

[3]李鏗.低壓配電柜的發(fā)展及其對低壓電器主要元件的要求[J].科技資訊.2007(35).

[4]王京波.淺談成套配電柜(盤)及電力開關(guān)柜的改造安裝[A].安徽省電機工程學(xué)會第四屆用電技術(shù)專業(yè)委員會2010年年會論文集[C].2010(12).

[5]薛俊鵬.陳家濤.淺談國內(nèi)外低壓配電柜的發(fā)展趨勢[J].民營科技.2011(5).