一種新型變電站用戶外動力配電箱XL－21的設計

鄒麗莎

（珠海經濟特區廣達電氣設備有限公司，廣東 珠海519070）

0 引言

現階段的變電站用戶外動力配電箱存在防護等級低、操作維護復雜、不能實現“三遙”及實時監測功能等缺點。在此基礎上專門設計了一種新型戶外動力配電箱，該產品采用高防護等級的結構、智能雙電源轉換開關、智能監控單元等，大大提高了產品性能，也很好地適應了目前變電站的需要。

1 結構設計情況

柜體采用進口304不銹鋼板制作，具有高強度、高耐腐性；表面噴涂戶外環保漆，保證10年不脫落；結構堅固耐用，壽命長；防護等級高達IP55；正面采用雙層門結構設計，操作安全。其詳細設計情況如下：（1）防護等級按IP55設計，此產品具備三防功能（TH），防含有酸、堿、鹽的氣體。箱體頂蓋采用上下斜面造型，有利于雨水的流動，能有效防止雨水倒流至箱內。箱門的內框采用向外彎邊設計，形成有效的導流防水槽結構。箱體的底部設有加高底座，使得箱體的整體高度高于地面，能防止積水滲入箱內。箱體加大了箱檐，并加強了門框的密封性，選用了優質密封圈，箱門設有加強措施，使其平整、不變形，并能有效地與密封圈配合。門框防水示意圖如圖1所示。箱體外殼的設計超過了防護等級要求的孔洞及縫隙，能有效防止濺水和大量灰塵。箱體內部的呼吸孔內側安裝有防塵用的濾網，防止直徑大于1．0 mm的固體異物進入，濾網能定期清洗或更換。箱體在保證IP55防護等級的同時，設有強對流系統保證箱體的正常呼吸，內側頂部設置排風機，呼吸孔安裝在遮雨檐內和前后內門的下方，對箱體內部熱量起到強制循環排除的作用，同時合理的結構也能有效防止雨淋或噴水。箱體散熱、防水示意圖如圖2所示。（2）新型變電站用戶外動力配電箱能滿足全工況運行的要求，殼體材料為較高強度的不銹鋼，結構采用多種先進的加工工藝，表面為戶外粉末靜電噴涂，有防止光污染的作用，箱體及內部安裝件的厚度滿足戶外運行條件及電氣參數的要求。箱體兩側板的折彎角為柱型，增加了箱體強度和造型設計的立體感，滿足了多次運輸的需要。箱體的外門采用3個合金鉸鏈連接，外形及色彩搭配新穎，且安裝牢固，經久耐用，防腐性能高，有效地避免了箱門下墜和打不開的現象。箱體前后的外門采用雙折邊結構，增加了門四邊的強度和防水性能。箱體內門加裝了新型的門限位器，保證了內門開啟后不碰撞箱體外殼邊。門限位器具有自適應自鎖的功能，能隨著內門的打開和關閉適應自鎖緊限位，防止風或人為開關門時帶來的安全隱患，保證了產品使用中的設備安全和人身安全。箱體的前后都采用內外門的雙層門結構，內門將帶電導體與操作者有效隔離，儀表門背后帶電體設有專用防護罩，用以防止誤碰帶電體觸電，這樣就能更好地確保操作者的人身安全。

圖1 門框防水示意圖

圖2 箱體散熱、防水示意圖

2 電氣配置

新型戶外動力配電箱采用雙電源自動轉換開關作為電源進線開關，確保了供電可靠性，有效地提高了工作效率。出線三相回路采用塑殼斷路器，斷路器出線連接端子，出線電纜直接接到端子，部分回路設置插座，方便各種方式接線。箱內配置溫濕度控制系統，既可降低箱內溫度，又能有效地防止凝露出現，提高了電氣產品的使用壽命，保障了供電的安全可靠性。箱內增設照明燈，采用節能燈管，并設有門控裝置，門開時燈亮，門關時燈滅，方便了箱內的操作、維護及檢修。配置T HA－400多功能監測儀表，不但能實現電能計量，還提供了配電箱配電系統的就地和遠方多項電氣參數的監測、控制和管理功能。箱體內部布置如圖3所示，箱體控制面板如圖4所示。

圖3 箱體內部布置圖

圖4 箱體控制面板圖

3 功能特點

（1）采用智能雙電源轉換開關實現雙回路供電系統的電源自動轉換，保證了供電的可靠性。雙電源自動轉換開關具有完善的檢測、保護功能，采用高速單片嵌入式微處理器作為主控芯片，實時檢測電源的供電狀況，確保供電系統的可靠運行。機械聯鎖和電氣聯鎖的雙重保護可以防止2臺斷路器同時合閘。雙電源自動轉換開關具備手動控制、自投自復、常用及備用供電、斷電再扣、自投不自復的功能。雙電源自動轉換開關的欠電壓、過電壓、缺相等保護功能，可以防止故障電源向負載供電。運行參數值（欠電壓值、過電壓值、分閘延時值、合閘延時值）整定可調，LCD同時顯示2路相電壓，全中文菜單操作，方便用戶實時查詢。在緊急情況下，消防接口只要接入消防控制DC24 V（控制電壓由用戶選擇），本控制器就會立即輸出一控制觸點迅速切斷相關回路。（2）采用多功能監測儀表，測量三相電壓、三相電流、有／無功功率（電度）、功率因數、最大需量、多費率電度等。RS485接口經轉換器可以實現TCP／IP、MODEM、GPRS／CDMA無線和光纖等通信。該系統終端自帶大容量存儲器，可保留一個月的數據，可測實時波形，異常情況下可以自動錄波，例如異常事件發生前0．04 s的原始波形，初期0．1 s的原始波形，中期1 s的連續工頻有效值，系統20 s動態過程數據，每0．1 s一個工頻有效值，系統10 min長過程的動態數據，每1 s一個工頻有效值等。2路繼電器的信號輸出，可以實現報警與保護功能。校表的脈沖輸出為有功脈沖和無功脈沖，開關量輸入為6路有源接點。（3）溫濕度控制監測帶有過溫報警功能，可提供遠方信號。溫濕度控制回路采用高性能溫濕度控制器和鋁合金加熱器，2排數碼管顯示，可以同時顯示溫度、濕度值，直觀讀取傳感器實測溫度和濕度。

4 結語

針對現階段變電站中使用的戶外動力配電箱存在的問題，改進設計方案后，箱體的結構新穎、強度好、防護等級高、使用壽命長，操作、維護、檢修等安全方便，箱內配置智能雙電源轉換開關和多功能監測儀表，實現了對用電量的計量和監控，同時提供了配電系統的就地和遠方多項電氣參數的監控和管理功能。這種新型的戶外動力配電箱已用于珠海樂園站、八一站、五山站等多個變電站，在運行過程中其防護等級、安全性能等都得到了很好的驗證。目前，隨著智能變電站的廣泛使用，作為變電站必不可少的戶外動力配電箱也應通過新的方案適應智能時代對設備的新要求，相信隨著智能元件新產品的不斷開發，會有更多新設備及新技術應用到電力生產中。

［1］GBT20641—2006 低壓成套開關設備和控制設備空殼體的一般要求［S］

［2］DLT5136—2001 火力發電廠、變電所二次接線設計技術規程［S］