現(xiàn)代低壓配電柜的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展探討

李良寶

摘 要：文章基于目前電力行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析低壓配電柜的種類和特點(diǎn)，基于不同類型低壓配電柜的特點(diǎn)和具體應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹目前低壓配電柜的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用情況，并對此技術(shù)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：低壓配電柜;技術(shù)創(chuàng)新;發(fā)展趨勢

1、引言

在現(xiàn)代社會(huì)，人們對于電能的需求在不斷增長，而且對電力負(fù)荷方面的要求也在不斷提高，同時(shí)也使得目前的配電網(wǎng)規(guī)模在不斷擴(kuò)大。配電柜是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，尤其是其中的低壓配電柜，直接決定著普通小區(qū)居民的用電質(zhì)量，與人們的日常工作和生活息息相關(guān)，如果出現(xiàn)低壓配電柜的性能不足問題，不僅會(huì)影響配電網(wǎng)的整體運(yùn)行質(zhì)量，而且還會(huì)影響電力用戶的用電安全。因此，伴隨這我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，也需要對低壓配電柜技術(shù)進(jìn)行不斷創(chuàng)新，推動(dòng)此技術(shù)向模塊化、智能化方向發(fā)展。

2、低壓配電柜概述

低壓配電柜按照結(jié)構(gòu)的不同可以分為抽屜式和固定式兩種，還會(huì)根據(jù)配電柜的使用環(huán)境和用途的不同對其進(jìn)行分類。以國內(nèi)品牌中比較常用的GGD柜來說，其主要以固定式柜為主，其結(jié)構(gòu)中最為主要的就是母線室和配電室，而且是以數(shù)?；蚣苓M(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的。通過此種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅便于安裝，而且可以對柜內(nèi)空間進(jìn)行最大化利用，這與抽屜式類似，而且二者的高度和寬度等參數(shù)也基本相同。在選擇其中的斷路器時(shí)則通常會(huì)選擇固定式框架斷路器和塑殼斷路器等，而且還要在進(jìn)線和饋線斷路器之前進(jìn)行刀開關(guān)的安裝，但是這也導(dǎo)致配電柜安裝空間的縮小。在電網(wǎng)運(yùn)行中，低壓配電柜的作用主要有開關(guān)、控制、監(jiān)視、保護(hù)與隔離等，可以與其他設(shè)備聯(lián)合使用來控制動(dòng)力、照明以及電動(dòng)機(jī)等對象，或者可以形成無功補(bǔ)償單元[1]。

3、常見低壓配電柜的特點(diǎn)及應(yīng)用

3.1抽出式配電柜。目前電網(wǎng)中比較常用的抽出式配電柜主要有國產(chǎn)的GCK、GCS以及MNS等類型，以其中的GCK型配電柜來說，其主母線和垂直母線的規(guī)格可以分別達(dá)到3150A和600A，此種類型配電柜中一共有9個(gè)抽屜，其容量比較大且可以靈活方便的使用。以其中的GCS型配電柜來說，其主要采用螺栓方式固定和連接，采取的是組合裝配的基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，其主母線和垂直母線的規(guī)格分別可以達(dá)到4000A和1000A，其性能比上述GCK型配電柜大。最后是針對MNS型配電柜來說，其中的抽屜可以達(dá)到36個(gè)，主母線和垂直母線的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)分別可以達(dá)到5000A和1000A，比上面的兩種配電柜性能都要強(qiáng)大[2]。

3.2固定式配電柜。此種類型配電柜的類型主要有以下幾種：一是GGD型配電柜，其是在PGL型配電柜基礎(chǔ)上改造的，其分?jǐn)嗄芰^高且具有良好的動(dòng)熱穩(wěn)定性，可以通過組合來構(gòu)建比較靈活的電氣方案，所以實(shí)用性比較強(qiáng)。二是PGL型配電柜，這是比較傳統(tǒng)的配電柜類型，比較適合在變壓器容量在1000kVA以下的配電系統(tǒng)中應(yīng)用，但是經(jīng)過改造之后的PGL3型配電柜也可以在2000kVA容量及以下以及額定電流在3000A以下的低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用。三是XL21型配電柜，這是一種采取拼裝形式組合而成的封閉式配電柜，其元件通常在專用金屬安裝架上安裝，便于進(jìn)行組裝和調(diào)節(jié)[3]。

4、低壓配電柜技術(shù)創(chuàng)新

4.1設(shè)計(jì)模塊的標(biāo)準(zhǔn)化。在目前電力行業(yè)中逐漸推進(jìn)電網(wǎng)全面管理來提升供電質(zhì)量、改善居民居住環(huán)境的發(fā)展過程中，也使得低壓配電柜的設(shè)計(jì)更加標(biāo)準(zhǔn)化和流程化。為了滿足目前工業(yè)生產(chǎn)、住宅及商業(yè)綜合體電網(wǎng)的配置要求，通常會(huì)應(yīng)用GPRS無線電網(wǎng)配電變壓器，提升低壓配電柜的標(biāo)準(zhǔn)、效率、技術(shù)水平和質(zhì)量，保證其更加安全和高效地運(yùn)行，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電能傳輸，而且可以采取集中抄表的方式對電表數(shù)據(jù)進(jìn)行控制和管理，提升我國的低壓配電技術(shù)。

4.2智能化配電系統(tǒng)的應(yīng)用。通過低壓配電柜的應(yīng)用，結(jié)合通訊網(wǎng)絡(luò)形成了智能系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遙測、遙控、遙調(diào)以及遙訊等功能，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中配電質(zhì)量和可靠性的提升以及能耗的降低。此外，通過自動(dòng)化配電系統(tǒng)的應(yīng)用還可以利用其中的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)智能控制。同時(shí)在利用智能化元件的同時(shí)，結(jié)合先進(jìn)的微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)等，在目前低壓配電柜容量在不斷增加的同時(shí)，提升了其運(yùn)行可靠性。

4.3新型環(huán)保材料的應(yīng)用。在目前能源危機(jī)和環(huán)境惡化問題日益突出的同時(shí)，我國也針對各個(gè)行業(yè)提出節(jié)能減排的發(fā)展要求，電力行業(yè)中想要滿足國家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求，也需要積極發(fā)展智能化配電系統(tǒng)的同時(shí)，積極應(yīng)用新環(huán)保材料。比如由于傳統(tǒng)配電柜運(yùn)行中會(huì)使用氟利昂，但是此種物質(zhì)在燃燒后會(huì)對大氣臭氧層造成破壞，同時(shí)其中的鹵素燃燒也會(huì)對人體健康造成危害。因此，在配電柜設(shè)計(jì)生產(chǎn)時(shí)需要需要避開這些塑膠材料，選擇安全和環(huán)保的綠色環(huán)保新材料。比如其中的MNS型配電柜，其柜架采用的是進(jìn)口的覆鋁鋅柜架，通過優(yōu)質(zhì)的銅母排和熱縮套管的應(yīng)用，提升此類型配電柜的運(yùn)行安全性和可靠性[4]。

4.4新技術(shù)的應(yīng)用。由于目前低壓配電網(wǎng)中的熱繼電器、斷路器以及交流接觸器等元器件的體積在不斷縮小，但是手段額定工作電壓以及絕緣電壓等因素的影響，容易由于低壓配電柜發(fā)熱而導(dǎo)致能量損耗的增加。目前的雙層門結(jié)構(gòu)的低壓配電柜也比較常用，此種結(jié)構(gòu)的配電柜就是將電氣元件設(shè)置在柜門內(nèi)外的配電柜，通過應(yīng)用此種低層雙壓配電技術(shù)，可以最大化縮小內(nèi)柜門和外柜門的開關(guān)距離，保障用戶安全并提升運(yùn)行可靠性。

5、低壓配電柜技術(shù)發(fā)展趨勢

目前我國電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)信息化和數(shù)字化技術(shù)在飛速發(fā)展和深入應(yīng)用，推動(dòng)目前的低壓配電柜向未來的智能化方向發(fā)展?；诰哂芯W(wǎng)絡(luò)化、通訊化和智能化特征的新型低壓配電柜，將其與現(xiàn)場總線技術(shù)融合也同樣可以研發(fā)出更多的新型創(chuàng)新產(chǎn)品。

其次目前我國建筑行業(yè)在蓬勃發(fā)展，表現(xiàn)出城市建設(shè)中的高層建筑工程數(shù)量在不斷增多而且建筑工程項(xiàng)目規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。雖然目前我國的單個(gè)變壓器容量已經(jīng)達(dá)到了2000kVA，但是仍然無法滿足現(xiàn)代化社會(huì)的發(fā)展要求。因此，在未來的發(fā)展中需要研發(fā)創(chuàng)新具有更大容量的低壓配電柜。此外，在上述低壓配電柜技術(shù)在向模塊化和系統(tǒng)化方向發(fā)展的同時(shí)，也使得低壓配電柜向體積小型化方向發(fā)展，同時(shí)性能也更加強(qiáng)大，而且用于低壓配電柜上的新型材料也層出不窮。在低壓配電柜的設(shè)計(jì)和制造層面上，主要通過計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化配電系統(tǒng)組件和接口終端的應(yīng)用對整個(gè)配電柜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能控制，也推動(dòng)其機(jī)械制造和安裝技術(shù)向標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化方向發(fā)展。

最后，在目前機(jī)電自動(dòng)化技術(shù)快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的同時(shí)，推動(dòng)低壓配電柜技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)低壓配電柜自動(dòng)化運(yùn)行水平和運(yùn)行可靠性的提升，滿足不斷提高的電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量要求以及用戶的用電量需求。

6、結(jié)語

在目前我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的形勢下，推動(dòng)了我國電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，為了滿足人們不斷增加的用電負(fù)荷要求，目前我國電力行業(yè)中的低壓配電柜也在應(yīng)用各種先進(jìn)技術(shù)以及環(huán)保材料的同時(shí)，向更加標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化、模塊化等方向發(fā)展。同時(shí)，未來還要加大對自主研發(fā)新產(chǎn)品以及核心技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，提升電力企業(yè)的運(yùn)營經(jīng)濟(jì)效益以及市場競爭力，推動(dòng)電力行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐偉斌. 芻議低壓智能配電柜的技術(shù)創(chuàng)新及發(fā)展趨勢[J]. 低碳世界， 2019.

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[3] 陳美娟. 淺談智能低壓配電柜技術(shù)方向上的創(chuàng)新與發(fā)展[J]. 工程技術(shù)（全文版）， 2016（12）：00178-00178.

[4] 吳曉偉. 低壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對電氣性能的影響[J]. 南方農(nóng)機(jī)， 2018， 049（011）：203.