智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)探討

王國(guó)競(jìng)+姚文武

摘要： 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，供電的質(zhì)量以及電器設(shè)備的一些性能對(duì)于城鎮(zhèn)化建的重要性也有了提高。同時(shí)，我國(guó)城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造工程要求供配電向節(jié)約土地、節(jié)電、緊湊型、小型化、無人值守的方向發(fā)展，因此不僅要求作為供電電源的高壓開關(guān)設(shè)備安全可靠，同時(shí)也應(yīng)具有智能化功能和體積緊湊小型化。

Abstract: With the rapid development of national economy, the importance of the quality of power supply and some performance of electrical equipment for the construction of urbanization is improved. At the same time, power supply and distribution are required to develop towards the direction of the land saving， power saving, compact, miniaturization and unattended by urban and rural power grid construction and transformation engineering in China. Therefore high voltage switchgear as a power supply is not only required to be safe and reliable, it also should have the functions of intelligence and compact miniaturization.

關(guān)鍵詞： 配電自動(dòng)化；智能化；安全

Key words: distribution automation；intelligent；safety

中圖分類號(hào)：TM131.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-4311（2014）23-0034-02

0引言

十一五期間，國(guó)家推出了一系列高效節(jié)能、環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)扶持政策。電力作為能源的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如何做到高效、節(jié)能、環(huán)保是電力工業(yè)面臨的迫切任務(wù)。對(duì)于機(jī)械工業(yè)來說高低壓開關(guān)設(shè)備是很重要的，同時(shí)，在電力行業(yè)的輸電設(shè)備中是很重要的一項(xiàng)，當(dāng)然，它的這種重要性是與國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及社會(huì)的發(fā)展有著不可分割的關(guān)系，隨著社會(huì)在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等方面的不斷進(jìn)步，工業(yè)以及電力行業(yè)對(duì)于高低壓開關(guān)設(shè)備也有了更高的要求，不斷更新的產(chǎn)品才可以滿足行業(yè)的需求，高低壓開關(guān)設(shè)備也在朝著高科技的領(lǐng)域發(fā)展。

1實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)設(shè)備的智能化

實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)設(shè)備的智能化是高壓開關(guān)設(shè)備研究開發(fā)的重點(diǎn)。智能化的主要功能：①電能質(zhì)量最優(yōu)控制；②微機(jī)監(jiān)控(“四遙”功能)；③故障分析及處理、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；④自動(dòng)負(fù)荷控制；要實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)設(shè)備的智能化，就要做到：①電氣元件智能化。②設(shè)備組合化、模塊化。智能化是在開關(guān)設(shè)備中采用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)總線PROFIBUS-DP方式將具有通信能力的元器件（從站）與之連接，從而實(shí)現(xiàn)主站通過總線對(duì)開關(guān)、電網(wǎng)的遠(yuǎn)程測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制和通信?；虿捎弥悄芸刂苾x對(duì)開關(guān)設(shè)備進(jìn)行本地或遠(yuǎn)程的測(cè)量、調(diào)節(jié)、控制和通信。智能化高壓開關(guān)設(shè)備系統(tǒng)是由智能高壓開關(guān)設(shè)備，上位機(jī)（主站）、和/或可編程序控制器（PLC）（主站）、監(jiān)控組態(tài)軟件等并采用總線技術(shù)將其連接在一起的一套配電系統(tǒng)。

2高壓開關(guān)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊和控制自動(dòng)化

隨著科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的不斷變化，技術(shù)的不斷更新以及工藝的不斷更新，電器元器件的需求也越來越大。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)、選擇小型化元件、提高斷口耐壓、元件和功能復(fù)合集成、新技術(shù)如光電傳感器等應(yīng)用，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化，達(dá)到縮小產(chǎn)品體積、減少占地面積、低消耗（能源與材料）和高可靠性等目的。電器元件做得越來越精致，越來越小，開關(guān)成套設(shè)備做小的條件得到了最基本的保證，城市的電力負(fù)荷的增加，人口數(shù)量的增長(zhǎng)，為了節(jié)省土地的資源，減小各方面的損耗，降低空間的使用，讓物體的運(yùn)輸方便快捷，伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而導(dǎo)致資源稀缺所帶來的影響，所以小型化與緊湊型的產(chǎn)品成了工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的趨勢(shì)，在現(xiàn)代化設(shè)備的使用中，技術(shù)加工工藝水平的提高也為小型化產(chǎn)品的發(fā)展提供了一個(gè)很好的平臺(tái)。

結(jié)合我國(guó)實(shí)際供電設(shè)備情況，鄭州鄭控電氣有限公司在引進(jìn)消化和吸收國(guó)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開發(fā)出符合我國(guó)使用情況的智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備，該智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備具有占地小，生產(chǎn)周期短，基建投入少，不破壞周圍環(huán)境，拆遷改造方便，成套性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于小型變電站、開閉所、工礦企業(yè)、機(jī)場(chǎng)、高層建筑等配電系統(tǒng)中作為12kV電網(wǎng)控制和用電終端電能轉(zhuǎn)換與分配的成套配電設(shè)備，兼具電網(wǎng)12kV開閉所和配網(wǎng)終端用電控制的多項(xiàng)功能，結(jié)構(gòu)緊湊和具有擴(kuò)展性；功能控制部分具有遙測(cè)、遙控、遙調(diào)、遙信“四遙”功能，與電力部門自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)連接后，可完成故障區(qū)段自動(dòng)定位，故障隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)帶、網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)等功能，可將整個(gè)故障、停電時(shí)間控制在1分鐘之內(nèi)。

3智能型高壓開關(guān)設(shè)備主要特點(diǎn)

3.1 外型美觀大方、機(jī)械強(qiáng)度高、兼容性強(qiáng) 該設(shè)備采用箱型固定式結(jié)構(gòu)，可完全替代XGN2和HXGN產(chǎn)品。柜體由基本骨架、頂板、面板、側(cè)板組成封閉式結(jié)構(gòu)，骨架采用冷扎鋼板經(jīng)數(shù)控機(jī)床加工，并采用多重折彎工藝，然后經(jīng)脫脂、酸洗、淋化、噴塑處理，這樣使整個(gè)柜體不僅具有精度高，機(jī)械強(qiáng)度高，而且具有抗氧化性和抗腐蝕性能強(qiáng)等特點(diǎn)。該設(shè)備可配真空負(fù)荷開關(guān)或真空負(fù)荷開關(guān)—熔斷器組合電器，又可配真空斷路器或交流接觸器，因此具有較強(qiáng)的兼容性。

3.2 體積小結(jié)構(gòu)緊湊、配置方案組合靈活 該設(shè)備由小母線室、母線室、儀表室、斷路器室及電纜室等單元組成，且各個(gè)單元相對(duì)獨(dú)立。斷路器室可安裝固定式真空斷路、熔斷器組合電器或SF6開關(guān)設(shè)備。該設(shè)備內(nèi)也可安裝上、下隔離開關(guān)，電流、電壓互感器等，也可根據(jù)需要加裝上、下接地開關(guān)。本裝置采用該公司研制生產(chǎn)的ZKJS-12小型機(jī)械閉鎖裝置、從而保證了“五防”聯(lián)鎖裝置更加安全可靠。因設(shè)備主要部件均采用新型復(fù)合絕緣材料，APG工藝技術(shù)固封，又因ZKJS-12型機(jī)械閉鎖裝置體積小巧，因此可大大縮小本裝置柜體結(jié)構(gòu)空間及柜體尺寸，實(shí)現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、樣式新穎、柜型輕便和小型化。

3.3 環(huán)保、智能、安全可靠、操作及維護(hù)方便 該設(shè)備采用真空滅弧、復(fù)合絕緣，無有毒氣體釋放的方式。設(shè)備可配置微機(jī)綜合保護(hù)測(cè)控裝置或我公司的WZK系列綜合測(cè)控保護(hù)裝置，通過智能單元模塊和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)化功能。采用固封工藝，各元?dú)饧踩潭ǎ捎糜来挪賱?dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的免維護(hù)?？筛鶕?jù)供點(diǎn)部門要求組成不同的配電方案，方便同其他開關(guān)柜聯(lián)屏組裝，便于單元擴(kuò)展。該設(shè)備母線室頂部及斷路器室、電纜室后部均留有虛封的泄放口，具有完善的機(jī)械聯(lián)鎖和電氣聯(lián)鎖，開關(guān)的整體絕緣性能良好，柜體金屬全封閉設(shè)計(jì)，金屬部分可靠接地。

4智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備效益分析

①降低設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)成本。根據(jù)對(duì)系統(tǒng)元件參數(shù)的監(jiān)控,將檢修工作從計(jì)劃?rùn)z修向狀態(tài)檢修過渡。②減少新建變電站的控制線路的投資。開關(guān)設(shè)備智能化的應(yīng)用大大提高了數(shù)據(jù)采集的利用度,可以有效地防止重復(fù)投資。③最大限度地減少了停電對(duì)用戶的影響。智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備可自動(dòng)隔離故障,并對(duì)非故障線路恢復(fù)供電，縮短了用戶停電時(shí)間，縮小了停電區(qū)域，對(duì)用戶來講，得到了更高質(zhì)量的服務(wù)。④提高運(yùn)行效率,增強(qiáng)可靠性。評(píng)估以往的事故處理方法，確定正確方案,可以在將來發(fā)生類似事故時(shí)進(jìn)一步減少損失,降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。⑤推遲新的一次設(shè)備投資。通過高壓配電設(shè)備自動(dòng)化,在保障供電可靠性的前提下最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)供配電能力,從而推遲新的一次設(shè)備投資。

根據(jù)以上內(nèi)容的介紹，智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備是有很多優(yōu)點(diǎn)的，它的功能較強(qiáng)，可以滿足自動(dòng)配電需要，而且供電的可靠性也很高；現(xiàn)在人們都講究環(huán)保、節(jié)約，同樣，一個(gè)好的產(chǎn)品也應(yīng)該盡可能地去做到這些，那么，在這方面智能緊湊型高低壓開關(guān)設(shè)備就是值得推薦的，另外，智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備也盡量去滿足工業(yè)對(duì)于產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)費(fèi)用的選擇，通過以上的總結(jié)，智能緊湊型高壓開關(guān)設(shè)備在科技領(lǐng)域是很實(shí)用的。同時(shí)，也在實(shí)現(xiàn)著其重要意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]2009-2013年中國(guó)開關(guān)柜市場(chǎng)深度調(diào)查與投資發(fā)展研究報(bào)告第三章開關(guān)柜產(chǎn)品技術(shù)趨勢(shì)研究.

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