配電房高、低壓配電柜的優(yōu)化選擇

廣東省華僑職業(yè)技術(shù)學(xué)校 梁 健廣東省科技職業(yè)技術(shù)學(xué)校 吳壯勇

配電房高、低壓配電柜的優(yōu)化選擇

廣東省華僑職業(yè)技術(shù)學(xué)校 梁 健
廣東省科技職業(yè)技術(shù)學(xué)校 吳壯勇

【摘要】在城市化建設(shè)中，電力系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的電力設(shè)施，也是最重要的能源。在電力系統(tǒng)運行中，要確保用電力的安全及供電的穩(wěn)定，就需要對配電房的高、低壓配電柜進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，在確保配電柜運行的安全性和可靠性的同時，通過優(yōu)化選擇使配置的高、低壓配電柜更具科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性、合理性。同時對其主要技術(shù)參數(shù)及主要元件的要求加以明確，在種類繁多的各類配電柜中選取高效、實用的設(shè)備。在滿足一次性投資的條件下，使設(shè)備在可靠、安全地運行的同時，帶來節(jié)能高效、使用方便、維護(hù)簡單等多方面良好的使用效果。

【關(guān)鍵詞】配電房；高低壓配電柜；優(yōu)化選擇

1.前言

在社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展之下，電力能源已經(jīng)成為當(dāng)代人最依賴的能源之一，并在一定程度上推動著城市化的發(fā)展。而要實現(xiàn)正常的用電，還需要提高供電系統(tǒng)的運行安全性、穩(wěn)定性。在配電房的高、低壓配電柜選擇中，要確保設(shè)備的先進(jìn)性、科學(xué)性，確保供電系統(tǒng)的高效、安全運行。

2.高、低壓配電柜簡述

（1）高壓配電柜。高壓配電柜通常由隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器、保護(hù)裝置、控制裝置、測量裝置、信號傳送裝置等部分構(gòu)成，并包含上部分銜接的支撐組件、多種內(nèi)部附件，其結(jié)構(gòu)相對來說較為復(fù)雜。相比較國外而言，我國的高壓配電柜大體上經(jīng)過了三個時期的變革，第一時期為20世紀(jì)50-60年代，這一時期的高壓配電柜由于受到技術(shù)因素和國際政治關(guān)系的影響，其生產(chǎn)主要是以仿造前蘇聯(lián)高壓配電柜為主；第二時期為20世紀(jì)60-80年代，這一階段我國的供電企業(yè)已經(jīng)逐步開發(fā)出了自己的高壓配電柜，并擁有配電柜研發(fā)的知識產(chǎn)權(quán)，各種型號的手車式高壓配電柜在這一時期得到了快速的發(fā)展；第三時期為20世紀(jì)80年代到到現(xiàn)在，這一時期我國經(jīng)歷了改革開放，很多先進(jìn)的思想及科學(xué)技術(shù)進(jìn)入我國，并被我國的電力企業(yè)所利用，各種新型的高壓配電柜開始出現(xiàn)，如GN型箱式固定柜、HXGN型環(huán)網(wǎng)柜等，并在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用［1］。

（2）低壓配電柜。我國的主流低壓配電柜大致可分為兩類，一類是經(jīng)過我國的供電行業(yè)自行仿制、研發(fā)，并通過3C認(rèn)證的低壓配電柜，主要包含GCS低壓抽出式開關(guān)柜等；另一類是依靠于國外公司研制并生產(chǎn)的低壓配電柜，主要包含Sivcon低壓配電柜等。

3.配電房的高低壓配電柜優(yōu)化選擇

3.1 高壓配電柜選擇

在配電房的高壓配電柜選擇中，應(yīng)該遵循一定的原則，并從多方面加以考慮。具體包括以下幾個方面：

（1）運行可靠性。高壓配電柜優(yōu)化選擇中，首先應(yīng)該對工程投資狀況進(jìn)行充分的考慮，并對原有的高壓配套設(shè)備加以分析，對高壓配電柜的供電可靠性加以驗證［2］。由于手車柜中可以抽出的部件能夠安裝在獨立移出的小車上，且主回路帶電時也具有此功能，所以，高壓配電柜的選擇，首先要考慮其更換方便性、高效性、維修安全簡單性。而選用手車柜對土建地坪施工要求較高，為方便小車的進(jìn)出開關(guān)柜，應(yīng)該確保柜體內(nèi)軌道頂面與柜外地面保持平整、一致，并適當(dāng)通過鋪絕緣橡膠墊來減小設(shè)備出入產(chǎn)生的震動。通常，中置柜也就是手車柜的改良版，其可抽出的部件在安裝于柜體中部小車上時，移出搬運過程中應(yīng)該選用專門的運載車，并在可抽出部件的移出裝入中，要對運載車的底面高度加以調(diào)整。對于早期國內(nèi)普遍使用的固定式高壓配電柜如GG1—A型配電柜等，由于柜體內(nèi)的元件都是固定安裝，若元器件出現(xiàn)故障，則需要全柜停電進(jìn)行維修，由于維修時間的延誤，造成系統(tǒng)的供電連續(xù)性功能降低［3］。因此，在選取各種高壓配電柜時，應(yīng)該結(jié)合自身的實際狀況，優(yōu)先選用運行可靠，維護(hù)、維修方便的設(shè)備。

（2）操作簡便性。在配電系統(tǒng)中，維護(hù)量的簡化成為各類配電柜技術(shù)指標(biāo)日趨成熟的標(biāo)志，同時也是生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品可靠性進(jìn)一步提高的研發(fā)方向之一。目前，普遍使用的高壓配電柜的二次線路通常采用繼電器保護(hù)及控制系統(tǒng)，這種傳統(tǒng)的繼保系統(tǒng)由于繼電器線圈的工作可靠性、觸點的壽命及信號檢測傳感器等綜合因素的影響，使用過程中檢測與控制系統(tǒng)的故障率相對較高，操作過程也顯得過于繁鎖，所以，使用過程中的維修、維護(hù)成本較大。近年來，隨著智能綜合保護(hù)器機(jī)型性能的逐步完善與成本的大幅下降，采用計算機(jī)智能控制的配電柜將成為配置工程中的首選，雖然一次投資會較高，但其內(nèi)置的智能綜合保護(hù)器的運用使得高壓柜的技術(shù)含量得到大幅提高，且柜內(nèi)的元器件較為簡化，在投入運行后，維護(hù)、檢修工作量較小，能夠節(jié)省大量的資金。所以，在對高壓柜內(nèi)置元器件加以優(yōu)化選擇時，要結(jié)合電力系統(tǒng)的實際狀況，并考慮自身的資金狀況，盡量選擇操作簡便、易于維修的智能綜合保護(hù)機(jī)型，以提高高壓柜的工作效率。

（3）實用性。當(dāng)前，我國的高壓配電柜主要有國產(chǎn)及外購，相對來說，國產(chǎn)的高壓配電柜價格較為適中，且性能可靠、售后維護(hù)方便，但這種高壓配電柜的體積通常較大，會占據(jù)較大的空間。因此，若配電房的空間有限，應(yīng)將配電柜的體積作為選用時考慮的重要因素，若一次投資預(yù)算資金充裕，可選用某些國外進(jìn)囗體積較小的產(chǎn)品。以免在后續(xù)的施工過程中造成困難和日后使用和維護(hù)時因操作空間過窄而造成不便。通常外購的高壓配電柜價格較高、但性能較可靠，且體積較小，其結(jié)構(gòu)元器件的布置較為緊湊，但售后維修較麻煩。所以，在配電房的高壓配電柜優(yōu)化選擇中，還要以實用性為原則，確保高壓配電柜與自身的實際狀況進(jìn)行結(jié)合。另外，在選擇高壓配電柜時，要根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)，確定主接線路輸入電源的支路數(shù)以及用電負(fù)荷的支路數(shù)量確定配電柜的輸出。典型的GG-A型高壓配電柜主接線路如圖1所示：

圖1 高壓配電柜主接線路圖

3.2 低壓配電柜選擇

（1）在選擇低壓配電柜時，首先要對低壓配電柜的技術(shù)參數(shù)加以確定，并結(jié)合預(yù)定參數(shù)來進(jìn)行優(yōu)化選擇。同時，還需要對配電房空間面積、低壓配電柜安裝位置及預(yù)留空間等加以確定，對供電高峰期時，低壓配電柜所需承受的電流、主母線電流峰值數(shù)據(jù)加以深入的分析。此外，在選擇過程中，還需要對配電柜的最大額定電流、功能單元形式、殼體防護(hù)等級等內(nèi)容進(jìn)行確認(rèn)。典型的低壓配電柜電路圖如圖2所示：

圖2 低壓配電柜電路圖

（2）低壓配電柜選擇中，還要對其元器件功能需求加以分析，結(jié)合自身的實際狀況，對低壓配電柜的安裝方式、功能模塊、維修方便程度、運行環(huán)境的溫度等進(jìn)行分析，并著重注意斷路器的選擇，確保主母線具有接地保護(hù)、記憶、預(yù)警三段保護(hù)等功能。另外，在選擇低壓配電柜時，還要確保低壓配電柜能夠進(jìn)行部分區(qū)域的選擇性聯(lián)鎖，具備不同級別的連鎖操作功能，實現(xiàn)各功能附件的模塊化操作。

3.3 配電柜保護(hù)功能的考慮

配電柜必須要適應(yīng)電力系統(tǒng)中的不同使用環(huán)境，并具有良好的自動保護(hù)功能。一般高、低壓配電柜都會使用熔斷器作為一種保護(hù)元器件，若電流超設(shè)定值，就會導(dǎo)致熔斷器發(fā)熱導(dǎo)致熔體熔斷，將電路斷開，從而保護(hù)電路避免電流超過限值而損壞。主要以熔斷器和閥型避雷器保護(hù)的配電柜在成本方面市場價格較為低廉。由于熔斷器對于線路過載的保護(hù)靈敏度較低，主要在電路中作為短路保護(hù)元件來使用，故此類配電柜只適宜在負(fù)荷較為穩(wěn)定，電源質(zhì)量較好的條件下使用。 而用電負(fù)荷容量大、性質(zhì)復(fù)雜的狀況下一定要考慮有高、低壓斷路器作為保護(hù)元件的配電柜，以保證配電系統(tǒng)的安全性。在優(yōu)化配電柜的保護(hù)元器件時，要從成本和安全性能兩方面作為重要因素加以考慮［5］。在成本方面，保護(hù)元器件中的熔斷器、閥型避雷器等價格低廉，一次投資較少，但保護(hù)性能不完善。增加了斷路器尤其是新型的真空斷路器或六氟化硫斷路器等，由于斷路器能夠承載較高的過載狀況，且過流靈敏性較高，能夠應(yīng)對電路出現(xiàn)的過載、短路等故障，雖市場價格較為昂貴但能帶來較為完善的保護(hù)性能。故從項目的整體預(yù)算出發(fā)，在資金允許的條件下，應(yīng)盡量選擇配置斷路器來作為保護(hù)元件的高、低壓配電柜。

4.結(jié)束語

在配電房的高、低壓配電柜優(yōu)化選擇中，首先要對各種型號的設(shè)備的綜合性能和參數(shù)有較為詳細(xì)、深入的了解，再結(jié)合自身的實際狀況去選擇適合本單位使用的配電柜，以確保設(shè)備運行時的可靠性、經(jīng)濟(jì)適用性、維護(hù)簡化性。概括地講，其選取原則應(yīng)符合科學(xué)合理、又經(jīng)濟(jì)實惠，且操作簡便、維修方便、性能良好的要求，從而有效保證配電房的運行可靠性、安全性、高效性，確保電力系統(tǒng)的正常運行。

參考文獻(xiàn)

［1］阮啟洋.高低壓配電柜優(yōu)化研究［J］.電子世界，2014，44（06）∶40-41.

［2］譚財華.高低壓配電柜特點及選型研究［J］.科技風(fēng)，2014，24（08）∶35.

［3］姜春旸.配電房高低壓配電柜的合理選擇［J］.科技展望，2015，25（17）∶97.