淺議開關(guān)柜的分類和選用原則

翟曉波

(鎮(zhèn)江高等?？茖W(xué)校，江蘇 鎮(zhèn)江212212)

0 引言

近年來，我國的經(jīng)濟(jì)、工業(yè)均得到了快速的發(fā)展。作為經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展的重要原動力，電力的需求量也不斷攀升，這給電氣設(shè)備和電網(wǎng)設(shè)備的安全性造成了極大的威脅。電氣設(shè)備和電網(wǎng)設(shè)備大多設(shè)置在變電站中，而變電站的重要電氣設(shè)備就是開關(guān)柜。其選擇的合適與否，直接關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全性和可靠性。本文在分析研究開關(guān)柜的相關(guān)概念和分類的基礎(chǔ)上，對選用開關(guān)柜的原則提出了一些建議。

1 開關(guān)柜的概念

我們所說的開關(guān)柜是一種電氣設(shè)備，是高、低壓開關(guān)和它相對應(yīng)的控制、信號、測量、保護(hù)及調(diào)節(jié)裝置的組合，是上述開關(guān)和裝置與其內(nèi)部連接、附件、外殼及支撐件所組成的成套設(shè)備。其工作流程一般是外線先進(jìn)入柜內(nèi)主控開關(guān)，然后進(jìn)入分控開關(guān)，各分路按其需要設(shè)置。開關(guān)柜在電網(wǎng)中的作用是關(guān)閉和斷開電力線路，并對系統(tǒng)起到安全保護(hù)的作用，它對于確保電力系統(tǒng)的安全性和可靠性極其重要。

2 開關(guān)柜的分類

開關(guān)柜按大類可以分為2類，即低壓開關(guān)柜和高壓開關(guān)柜。

2.1 常用的低壓開關(guān)柜分類

常用的低壓開關(guān)柜共分為4類，即GGD系列、GCK系列、GCS系列和MNS系列。這4種低壓開關(guān)柜中，GGD屬于固定柜，其出線回路較少，但占地較多。GCK、GCS和MNS屬于抽屜柜，占地較少，維護(hù)方便，但造價較高。GCK柜和GCS、MNS柜抽屜推進(jìn)機(jī)構(gòu)不同，另外GCS柜只可做單面操作柜，MNS柜卻可做雙面操作柜。下面我們對各個系列進(jìn)行詳細(xì)的介紹：(1)GGD系列低壓開關(guān)柜。GGD系列低壓開關(guān)柜是根據(jù)相關(guān)部門及用戶的要求，本著安全、可靠和經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行設(shè)計的新型配電柜。該系列開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點為：柜體一般采用通用柜形式，通用系數(shù)較高；開關(guān)柜對散熱問題進(jìn)行了充分的考慮，在柜體上下兩端均設(shè)有數(shù)量不等的散熱槽孔，使得設(shè)備的散熱性較好；開關(guān)柜造型美觀大方，符合現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計的要求；開關(guān)柜頂蓋是可拆卸的，當(dāng)現(xiàn)場主母線需要裝配及調(diào)整時可以拆除。(2)GCK系列低壓開關(guān)柜。該系列開關(guān)柜包括2部分，即PC(我們常說的動力配電中心)和MCC(我們常說的電動機(jī)控制中心)。該系列開關(guān)柜分?jǐn)嗄芰^高，動熱穩(wěn)定性較好，結(jié)構(gòu)比較先進(jìn)合理，電氣方案較靈活，且實用性、系列性、適用性強(qiáng)，各種方案單元可以任意組合，占地面積較少，防護(hù)等級較高，使用安全可靠，維修管理方便。但同時它也存在水平母線一般設(shè)在柜頂、垂直母線沒有阻燃型塑料功能板、難以與計算機(jī)聯(lián)絡(luò)的缺點。該系列開關(guān)柜適用于作為動力配電、電動機(jī)控制和照明配電等設(shè)備。其結(jié)構(gòu)特點為：采用的是拼裝式組合結(jié)構(gòu)，零部件通用性較強(qiáng)，使得整體適用性較好，標(biāo)準(zhǔn)化程度較高；柜體上方是母線室、前方是電器室、后方是電纜進(jìn)出線室，各室間有鋼板或絕緣板作隔離，從而確保使用安全；開關(guān)柜的頂部依據(jù)受電需要可裝設(shè)母線橋。(3)GCS系列低壓開關(guān)柜。該系列開關(guān)柜是兩部聯(lián)合設(shè)計組根據(jù)要求設(shè)計研制的，技術(shù)性能指標(biāo)高，適應(yīng)電力市場發(fā)展需要能力強(qiáng)，分?jǐn)嗪徒油芰^高，動熱穩(wěn)定性較好，電氣方案較靈活，且實用性、系列性、適用性強(qiáng)，組合非常方便，結(jié)構(gòu)比較新穎，防護(hù)等級較高。該系列開關(guān)柜在冶金、紡織、高層建筑等場所應(yīng)用廣泛，也可在較大型發(fā)電廠、石化系統(tǒng)等自動化程度高、要求與計算機(jī)接口的場所使用。其結(jié)構(gòu)特點是：框架采用8 MF型的開口型鋼，組裝靈活方便；開關(guān)柜的各功能室是隔離設(shè)置的，各室的作用相對來說比較獨立。(4)MNS系列低壓開關(guān)柜。該系列開關(guān)柜是根據(jù)ABB轉(zhuǎn)讓技術(shù)制造的，設(shè)計緊湊、占地面積小、結(jié)構(gòu)通用性較強(qiáng)、組裝靈活性高、技術(shù)性能較高、可大大壓縮儲存和運輸預(yù)制作的場地、裝配方便。該系列開關(guān)柜在發(fā)電廠、變電站、工礦企業(yè)、大樓賓館、市政建設(shè)等各種低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。其結(jié)構(gòu)特點是：框架為組合式結(jié)構(gòu)，其基本骨架由C型鋼材組裝而成；開關(guān)柜的內(nèi)部尺寸、零部件的尺寸和隔室的尺寸都隨模數(shù)而變化；各種抽屜的機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)完全符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，安全可靠；采用標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計，可以任意組裝；通用性和標(biāo)準(zhǔn)性較好，裝配較為方便；柜體可根據(jù)工作環(huán)境的不同要求而選用相應(yīng)的防護(hù)等級。

2.2 常用的高壓開關(guān)柜分類

常用的高壓開關(guān)柜分類依據(jù)一般有4種，即按斷路器安裝方式進(jìn)行分類、按安裝地點進(jìn)行分類、按柜體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類和按絕緣方式分類。(1)按照斷路器安裝方式進(jìn)行分類，高壓開關(guān)柜分為移開式或手車式開關(guān)柜和固定式開關(guān)柜。其中移開式或手車式開關(guān)柜的關(guān)鍵電氣元件安裝在可抽出的手車上，其供電的安全性和可靠性較強(qiáng)，一般使用的手車類型包括隔離手車、斷路器手車、計量手車和電容器手車等；固定式開關(guān)柜全部電氣元件都是固定安裝，其具有簡單經(jīng)濟(jì)的特點。(2)按安裝地點進(jìn)行分類，高壓開關(guān)柜分為戶內(nèi)開關(guān)柜和戶外開關(guān)柜。(3)按柜體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，高壓開關(guān)柜分為金屬封閉鎧裝式開關(guān)柜、金屬封閉間隔式開關(guān)柜、金屬封閉箱式開關(guān)柜及敞開式開關(guān)柜。常用高壓開關(guān)柜型號包括KYN61型開關(guān)柜、XGN37－12型開關(guān)柜和GG1 A－10(F)型開關(guān)柜。其中KYN61型開關(guān)柜是35 k V移動式開關(guān)柜，用于接受和分配電能，并對電路實行控制、保護(hù)及監(jiān)視，具有完全金屬鎧裝、組裝式結(jié)構(gòu)、組合方案多等特點。XGN37－12型開關(guān)柜和GG1 A－10(F)型開關(guān)柜是固定式開關(guān)柜，且二者均是戶內(nèi)安裝。(4)按絕緣方式進(jìn)行分類，高壓開關(guān)柜主要分為空氣絕緣和氣體絕緣開關(guān)柜。常用的氣體絕緣開關(guān)柜型號有現(xiàn)代重工的H MGS系列、ABB的ZX系列、西門子的8DA系列等。

3 開關(guān)柜的選用原則

3.1 從實用性方面考慮

在當(dāng)下的開關(guān)柜市場中，進(jìn)口開關(guān)柜和國產(chǎn)開關(guān)柜各自憑借自己的優(yōu)勢激烈競爭，并且都占據(jù)一定的市場份額。對于國產(chǎn)開關(guān)柜來說，其主要的優(yōu)勢是價格低廉、可靠性高且售后服務(wù)方便，但也存在體積較進(jìn)口開關(guān)柜大、占用空間多的劣勢；進(jìn)口開關(guān)柜一般具有元器件緊湊、開關(guān)柜小的優(yōu)點，但其價格相較于國產(chǎn)的要高。另外，進(jìn)口開關(guān)柜使用的元器件大多不是最新型，相比較來說國產(chǎn)開關(guān)柜設(shè)備的元器件都是國內(nèi)最新型產(chǎn)品，其質(zhì)量水平較高。因此我們在選用開關(guān)柜的時候，需要從實際情況出發(fā)，盡量選擇國產(chǎn)開關(guān)柜，使得開關(guān)柜的經(jīng)濟(jì)性和可靠性達(dá)到最高。

3.2 從安全性方面考慮

在選擇開關(guān)柜時，安全性是我們要首要考慮的。開關(guān)柜的安全性與整個電力系統(tǒng)是否可以可靠運行息息相關(guān)。我們在選用開關(guān)柜時，要盡量保證其與原有的設(shè)備配套，且盡量控制投資。同時，也是最主要的是，要根據(jù)開關(guān)柜質(zhì)量可靠將使供電可靠的要求來確定開關(guān)柜的選用，以確保整個電力系統(tǒng)安裝、檢修、維護(hù)和管理工作的順利開展。

3.3 從簡化性方面考慮

在今后的配電系統(tǒng)發(fā)展中，對保護(hù)工作和維護(hù)量進(jìn)行簡化是一個大的趨勢。我們現(xiàn)在使用的各種開關(guān)柜大多為原有的多種繼電器控制和保護(hù)與新購置的智能綜合性保護(hù)共存。在整個配電系統(tǒng)中，較為復(fù)雜的繼電器控制及保護(hù)方式出現(xiàn)故障的幾率較高，需要的檢修維護(hù)工作量大；內(nèi)置綜合保護(hù)器的高壓柜相對來說技術(shù)含量比較高，開關(guān)柜內(nèi)的元器件得到了極大的簡化，在投入運行后其需要的檢修維護(hù)工作量都比較小，甚至不需要進(jìn)行檢修，可以很大程度上節(jié)省人力和物力。所以在進(jìn)行開關(guān)柜選擇時，在投資成本充足的條件下，我們可以根據(jù)實際情況選擇帶智能綜合保護(hù)器的開關(guān)柜，從而起到簡化工作、提高效率的目的。

4 結(jié)語

我國工業(yè)的快速發(fā)展對電力系統(tǒng)提出了更高的要求，其安全性和可靠性成為我們工作的重點。而開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，其選擇合適與否關(guān)系到整個電力系統(tǒng)是否可以可靠運行。我們選擇開關(guān)柜時，需要在明確各個開關(guān)柜的功能和使用條件后，根據(jù)自身實際情況，本著實用性、安全可靠性、盡量節(jié)省投資、方便檢修維護(hù)、系統(tǒng)簡單等原則進(jìn)行。

[1]趙繼文.傳感器與應(yīng)用電路設(shè)計[M].北京：科學(xué)出版社，2002

[2]水利電力部西北電力設(shè)計院.電力工程電氣設(shè)計手冊[M].北京：中國電力出版社，1982