配電柜在配電房中優(yōu)化配置的探討

黃平根

摘 要：主要針對配電柜在配電房中的優(yōu)化配置展開了探討，對我國配電房高低壓配電柜的主要類型及其特點和基本原則作了介紹，并對配電房高低壓配電柜的優(yōu)化配置給出了相應(yīng)對策，以期能為有關(guān)方面的需要提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：配電柜；配電房；微型斷路器；熔斷器

中圖分類號：TM642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.15.102

文章編號：2095-6835（2015）15-0102-02

配電房配電柜作為將電力能源輸入最終用戶的最后環(huán)節(jié)，其對保證人們的日常用電有著重要作用。因此，為了提高人們的生活用電質(zhì)量，我們必須要明確了解配電柜的主要技術(shù)參數(shù)，以此優(yōu)化配電房配電柜的配置，確保供電的穩(wěn)定性。

1 高低壓配電柜的主要類型及其特點

對配電房高低壓配電柜進(jìn)行優(yōu)化選擇前，要了解高低壓配電柜的主要類型，為配電柜的優(yōu)化選擇提供具體依據(jù)。

1.1 高壓配電柜

高壓配電柜在電力系統(tǒng)中并不是以一個單獨的配電個體而存在的，其主要包括控制設(shè)備、高壓開關(guān)、監(jiān)測設(shè)備、信號傳輸裝置和保護(hù)設(shè)備等幾個部分，且構(gòu)件內(nèi)部間相互聯(lián)系，是一個由多種構(gòu)件形成的多功能復(fù)雜系統(tǒng)。

從20世紀(jì)80年代開始，我國的高壓配電柜經(jīng)歷了技術(shù)改革。隨著研發(fā)技術(shù)和使用經(jīng)驗的累積，大量新技術(shù)應(yīng)用到高壓配電柜的研發(fā)過程中，出現(xiàn)了幾種技術(shù)含量較高的技術(shù)領(lǐng)先產(chǎn)品。

1.1.1 KYN28柜工作特點

該型高壓柜在結(jié)構(gòu)方面包括手車與柜體兩個主要部分，其柜體主要由沖壓的金屬隔板拼接而成，被隔板分割為四個相互獨立的空間，包括電纜室、手車室、母線室和儀表室。手車又分為斷路器手車、計量手車和PT手車等幾種類型。

該型高壓柜的一次電氣元件主要包括真空斷路器、高壓熔斷器、銅排、絕緣組件以及高壓電抗器等；二次電氣元件則主要包括空氣開關(guān)、按鈕、儀表、綜合保護(hù)裝置與信號燈等。由于采用了中置式的手車，因此可以推入、抽出，將一次系統(tǒng)與高壓柜其他系統(tǒng)形成一個安全的斷開接口。

1.1.2 XGN15-12柜工作特點

XGN152-12是一種新型的高壓電器成套產(chǎn)品，是基于國家關(guān)于35 kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)的，它不但體積小，而且斷路器可靠性較高、性能優(yōu)良，還具有強(qiáng)制閉鎖功能，能夠滿足額定電壓為3.5～12 kV、額定電流為630～3150 A的場所使用，其防護(hù)等級可以達(dá)到IP2X。用戶在操作方式的選擇過程中可以選擇彈簧儲能方式或者電磁式。

1.2 低壓配電柜

在我國的低壓配電柜產(chǎn)品系列中，主要包括我國基于國外產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)開發(fā)，且通過國際質(zhì)量認(rèn)證的產(chǎn)品和國外產(chǎn)品兩類。其中，基于國外產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)開發(fā)的系列產(chǎn)品主要有GCK低壓開關(guān)柜、GCS低壓開關(guān)柜、GGD低壓交流電柜等，而國外相關(guān)產(chǎn)品則主要有瑞士ABB公司生產(chǎn)的MNS系列配電柜。

1.2.1 GCS柜工作特點

GCS柜是抽屜式開關(guān)柜中最為常見的一個產(chǎn)品系列，其選用了8MF型開口型鋼作為柜體主架構(gòu)，并在側(cè)面設(shè)置了模數(shù)為20 mm、100 mm，內(nèi)徑為9.2 mm的螺紋孔，且各個功能室之間是相互獨立、分隔的，主要包括抽屜單元室、電纜室、母線室等。電纜隔室通過獨立分隔的方式進(jìn)行布置，使得電纜能夠從上下方便地進(jìn)出，且每臺GCS配出柜可以安裝11個完整單元的抽屜或者22個半單元抽屜，增強(qiáng)了抽屜組合的靈活度。同時，將機(jī)械聯(lián)鎖裝置置于抽屜單元中，實現(xiàn)了輸出抽屜的斷開、合上。

1.2.2 MNS柜工作特點

該型開關(guān)柜依然是低壓抽出式成套開關(guān)柜形式，其采用由鋼板彎折而成的殼體，并將柜內(nèi)空間分為三個基本隔室，每個隔室分別用來作為母線室、電纜室和單元室。由于母線隔室處于后部，所以又可以將之分隔成為雙面柜。其采用的母線樣式與GCS式類似，單元抽屜高度為200 mm，且設(shè)置有機(jī)械式連鎖裝置。

2 高低壓配電柜選擇的基本原則

在配電房高低壓配電柜選擇過程中，首先要保證所選擇的高電壓配電柜滿足項目使用的需要，并保證設(shè)備運行的可靠性和穩(wěn)定性。

2.1 可靠性原則

在選擇高壓配電柜類型的過程中，基于配電房的實際運作，需要以保證產(chǎn)品安全性、可靠性為基本目的，根據(jù)高壓柜運行的實際情況進(jìn)行綜合考慮，選擇可靠性更高的產(chǎn)品。

2.2 簡便性原則

當(dāng)前，我國的大部分高壓配電柜都采用的是傳統(tǒng)保護(hù)器，因為該種設(shè)備的復(fù)雜程度較高，故障發(fā)生概率也較大，給后續(xù)設(shè)備的運行維護(hù)工作帶來了較大的麻煩。因此，在選擇高壓配電柜的過程中，必須在確定工程投資情況和設(shè)備的具體配置要求基礎(chǔ)上，結(jié)合供電可靠性基本要求，在選擇產(chǎn)品時，保證手車柜中的抽出部件能夠直接安裝于小車當(dāng)中，并滿足維護(hù)使用方便、更換簡單的要求。

3 配電房高低壓配電柜的優(yōu)化選擇

3.1 高壓配電柜的優(yōu)化選擇

3.1.1 確保高壓配電柜運行可靠

為了保證供電可靠性，手車中抽出的組合部件必須能夠完全移出至小車上，并且能夠進(jìn)行簡單的操作和更換，以便檢修高壓配電柜。但是在使用手車柜時，配電柜對地坪建設(shè)過程中的土建施工質(zhì)量要求較高，為了便于小車從開關(guān)柜進(jìn)出，應(yīng)該確保開關(guān)柜內(nèi)的軌道頂面與柜體外部地面平齊，在調(diào)整的過程中，可以采用鋪設(shè)橡膠墊的方式來降低柜體振動頻率，提升開關(guān)柜工作的穩(wěn)定性。

3.1.2 設(shè)備運行實用性

進(jìn)口高壓配電柜不但元器件布置合理且體積小、可靠性高，而且適用范圍相對較廣，但是其價格明顯高于國產(chǎn)設(shè)備，且在售后服務(wù)方面不夠完善。因此，在優(yōu)化選擇的過程中，要綜合權(quán)衡這些優(yōu)勢和劣勢。

3.1.3 操作運行簡便

必須選擇具有先進(jìn)智能保護(hù)器型的配電柜，以減少維護(hù)工作量，節(jié)省人力和開支。從經(jīng)濟(jì)性的角度來講，在選擇高壓配電柜的過程中，智能高壓配電柜是一個很好的選擇。

3.2 低壓配電柜的優(yōu)化選擇

3.2.1 合理確定低壓配電柜的技術(shù)參數(shù)

在選擇配電柜型號之前，必須確定其技術(shù)參數(shù)，按照預(yù)定的技術(shù)參數(shù)再選擇。

3.2.2 優(yōu)化低壓配電柜元器件功能需求

在低壓配電柜的優(yōu)化選擇過程中，應(yīng)該對配電柜的元器件需求進(jìn)行分析，主要包括安裝方式、配電柜功能模塊、安裝簡潔程度、運行環(huán)境溫度和柜體尺寸等。同時，還必須注意斷路器的選擇問題，確保主母線具有記憶、接地保護(hù)、預(yù)警、事故告警和三段保護(hù)等功能，且能夠進(jìn)行部分區(qū)域選擇性聯(lián)鎖等不同級別的連鎖操作，盡量實現(xiàn)不同功能附件的模塊化操作。

3.3 配電柜中保護(hù)元件的優(yōu)化選擇

一個合適的配電柜必須能夠適應(yīng)不同的使用環(huán)境，并具有對應(yīng)的功能保護(hù)能力。通常，高低壓配電柜使用熔斷器作為保護(hù)元器件，當(dāng)電流超出對應(yīng)的設(shè)定值之后，由于發(fā)熱而使得保護(hù)熔體熔化，將電路斷開，從而達(dá)到保護(hù)配電系統(tǒng)的目的。在選擇配電柜保護(hù)元器件的過程中，可以基于不同的角度對其進(jìn)行優(yōu)化選擇。

3.3.1 成本角度

從元器件的成本角度來看，熔斷器的市場價格較低，而微型斷路器的市場價格則是熔斷器價格的幾倍，甚至幾十倍。如果項目的整體預(yù)算較低，則可以選擇熔斷器作為保護(hù)元件。

3.3.2 維護(hù)便捷性角度

當(dāng)配電柜出現(xiàn)短路故障動作時，微型斷路器的觸頭將出現(xiàn)損傷，長時間下去將導(dǎo)致斷路器動作失效。因此，當(dāng)發(fā)生短路事故動作之后，應(yīng)該及時更換熔芯，使微型斷路器的功能達(dá)到最初狀態(tài)。

3.3.3 線路保護(hù)需求角度

因為熔斷器對線路過載的靈敏度較低，因此除了常見的照明線路之外，熔斷器通常只作為短路保護(hù)元件使用。而微型斷路器具有較高的過載、過流靈敏度，當(dāng)需要對加熱回路、插座配電回路、控制回路等進(jìn)行保護(hù)時，則必須使用微型斷路器作為保護(hù)元件。

4 結(jié)束語

綜上所述，只有熟悉配電柜的類型、特點和嚴(yán)格按照配電柜優(yōu)化選擇的基本原則，才能選出最合理、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的高低壓配電柜，從而為配電房供電工作的開展提供有力的保障。

參考文獻(xiàn)

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[2]張大雷.談配電房高低壓配電柜的優(yōu)化選擇[J].黑龍江科技信息，2014（18）.

〔編輯：王霞〕