高低壓配電柜及其保護元件的優(yōu)化選擇分析

武瑞芳 楊海霞

（索凌電氣有限公司 鄭州 450000）

高低壓配電柜及其保護元件的優(yōu)化選擇分析

武瑞芳 楊海霞

（索凌電氣有限公司 鄭州 450000）

隨著人們生活水平和質(zhì)量的提高，社會各行各業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大。電力行業(yè)必須考慮的課題是確保供電系統(tǒng)的可靠性。保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定、環(huán)保、高效運轉(zhuǎn)的重要途徑是科學(xué)選擇供電系統(tǒng)中的配電設(shè)備。高電壓配電柜在使用過程中要嚴格遵守簡單、實用、可靠的原則。不但要明確高低壓配電柜的各項技術(shù)參數(shù)，而且還要了解對各個保護元件的要求。本文探討了高低壓配電柜及其保護元件的優(yōu)化選擇。

高低壓配電柜；優(yōu)化選擇；保護元件

1 高低壓配電柜的發(fā)展歷程及其應(yīng)用現(xiàn)狀

作為一種可持續(xù)發(fā)展的可再生資源，電力能源從愛迪生發(fā)明電燈照明之后，就在人們生活中扮演著一種不可或缺的作用。在全世界范圍內(nèi)，電力技術(shù)的發(fā)展已然是世界經(jīng)濟的發(fā)動機。高低壓配電柜作為電力傳輸和電力使用的工具，在電力的開發(fā)應(yīng)用中起著最為核心的作用，因此保證用電的安全、穩(wěn)定和正常運轉(zhuǎn)就要靠配電房的配電系統(tǒng)。而配電設(shè)備作為配電系統(tǒng)的組成單元，對其做好優(yōu)化選擇和使用就顯得極其重要。由于目前國內(nèi)配電系統(tǒng)中高低壓配電柜的型號、技術(shù)參數(shù)、柜體結(jié)構(gòu)各式各樣，所以選擇正確的高低壓配電柜和其保護元件是保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定的重要措施。因此需要電力工作者不僅要了解本地供電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)，還要對選擇的配電柜進行專業(yè)性分析。結(jié)合其優(yōu)缺點，探索出合適的保護元件，保證在安裝成功后能夠正常運轉(zhuǎn)，滿足人民生活和社會的生產(chǎn)需求。

2 低壓配電柜

在400W以下的低壓系統(tǒng)中，低壓配電柜得到廣泛的應(yīng)用，低壓配電柜也可以稱為低壓配電屏，下面就對我國現(xiàn)實生產(chǎn)和生活中采用低壓配電柜的形式做簡單介紹。目前我國使用最普遍的低壓配電柜主要有以下兩種：第一種是由我國自主研制的、仿制并且通過國家質(zhì)量認可的低壓配電柜，比較常見的產(chǎn)品包括gcs低壓抽出開關(guān)柜、gck低壓抽出開關(guān)柜、ggd交流低壓配電柜。第二種是國外進口制造的低壓配電柜，其主要包括sivcon低壓配電柜、mns低壓配電柜等等。

3 低壓配電柜優(yōu)化選擇

低電壓配電柜的優(yōu)化原則應(yīng)該根據(jù)實際需要，在優(yōu)化選擇低電壓配電柜過程中首先要明確額定電壓、頻率、電流及其尺寸等基本主要參數(shù)，接下來還應(yīng)當明確低電壓配電柜的主母線的最大額定電流、短時耐受電流以及單元形式等，根據(jù)實際需求嚴格選擇，不符和應(yīng)該刨除。功能模塊化、組裝簡潔化、安裝結(jié)存模數(shù)化、柜體外形小型化和提供運行環(huán)境溫度上限是低壓配電柜對重要元件的要求。主母線應(yīng)該具有高分段和接地保護功能在短路方面，這樣不僅允許互換進出線方向，左右安裝，具有三段保護功能，記憶功能，附件齊全高性能和事故報警等功能，還需要具有機械聯(lián)鎖，開關(guān)鎖，前級保護逐級聯(lián)鎖，開關(guān)與柜門聯(lián)鎖，后備保護逐級聯(lián)鎖，時序聯(lián)鎖等。接下來，各個附件功能應(yīng)該實現(xiàn)相應(yīng)模塊化，具備多種功能模塊模塊的交流接觸器可以采用積木式的安裝以此來適應(yīng)多種電流規(guī)格的需要。在最后，耐受過載的電流和分段能力要比較強。它可以在高溫的環(huán)境中工作，動作特性是接觸器不可缺少的性質(zhì)。

4 高壓配電柜

相比低壓配電柜，高壓配電柜主要包括控制、測量、保護、高壓開關(guān)和相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置組成。它不僅包括了連接這些裝置并提供相關(guān)的技術(shù)支持和內(nèi)部組件。中國的高壓配電柜發(fā)展主要經(jīng)歷了三個時期：第一時期在20世紀50年代，當時由于眾多相關(guān)條件的制約，所以采用的是仿制蘇聯(lián)式高壓配電柜。第二時期是在20世紀60年代，我國開始自主研制擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)的高壓配電柜，所以這階段產(chǎn)生我國大多數(shù)型號的手車式高壓配電柜。第三時期是在80年代以后，由于改革開放大量引進國外的先進技術(shù)，我國相關(guān)的科研單位和國外的科研單位相互聯(lián)合后，所以共同研制出例如hxgn型環(huán)網(wǎng)柜、gn型箱式固定柜等型號的先進高壓配電柜。

5 高壓配電柜優(yōu)化選擇

相比低壓配電柜優(yōu)化選擇，它主要從運行中的可靠性、實際操作的簡便性、使用中的實用性這三個方面進行綜合考慮。運行中的可靠性主要體現(xiàn)在選擇高壓配電柜的同時，不僅要考慮工程的總體投資情況，還要考慮配電柜的供電可靠性和原來的高壓配套情況。最重要的因素就是配電柜的可靠性，它主要是在選擇高壓配電柜。配電系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢是實現(xiàn)實際操作的簡便性。目前我國的高壓配電柜繼承了原先的繼電器控制器和保護措施的重要特性。而其它一方面存在的的是新購置的智能綜合保護器。往往由于復(fù)雜的繼電氣控制和保護方式使得高壓配電柜故障發(fā)生率較高，因此需要的檢修維護份的過程往往比較復(fù)雜。由于內(nèi)型綜合保護器的高壓配電柜高科技含量相對較高，柜內(nèi)元件相對簡化，投入運行后所需檢修內(nèi)容相對較少，有的甚至都不需要檢修，這樣往往可節(jié)省大量人力物力和財力。最重要的是在實用性方面，國產(chǎn)高壓配電柜性價比相對比較高，使用性能非常可靠，售后維護服務(wù)比較方便及時，實際上由于占用的體積較大，占用的空間較多，如果配電室相對空間有限，所以根據(jù)實際情況選擇選用國產(chǎn)高壓配電柜。進口高壓配電柜結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，體積較小，但相對價格比較昂貴，且售后維修比較繁瑣。所以需要指出的是，隨著我國科技綜合實力的不斷提高，所以國產(chǎn)高壓配電柜的可靠性也得到更多的保證，綜上所述，在選用高壓配電柜時候，要依據(jù)實際情況為基準，實用性為主。

6 配電柜保護元件的優(yōu)化選擇

6.1 配電柜原件保護的常用材料

配電柜的主要元件是熔斷器，其主要原理利用電流超過額定值一段時間后，通過自身產(chǎn)生的熱量而使其熔體融化，斷開電路開關(guān)。作為熔斷器的關(guān)鍵組成部分之一，溶體的材料不僅要具有易于熔斷、熔點低和特性穩(wěn)定特點，還需要采用鍍銀銅片等金屬介質(zhì)。在電路中溶體的介質(zhì)相當于一段導(dǎo)線的作用，所以當電路短路或者電壓過載時，在被設(shè)定的電路電流超出一定的額定值時，溶體會加快熔斷，作用是在于對電路的保護方面。

6.2 熔斷器的選擇

在選擇熔斷器的時候，可從從以下方面進行綜合考慮：在價格方面，因為熔斷器是微型斷路器的幾十分之一，所以在項目預(yù)算較低時是最良好的選擇。在控制回路的優(yōu)化選擇方面，熔斷器只會在火線上起到保護措施，但是微型斷路器不僅保護火線而且還可以保護零線。在維護過程方面，在發(fā)生短路故障后，微型斷路器的觸會有大的損傷，長時間這樣后會造成大量的安全隱患，但是在熔斷器工作后一定需要更換新的同樣的熔芯。

6.3 在維護方便的前提下的優(yōu)化選擇

微型斷路器的選擇：微型斷路器的保護和優(yōu)化選擇相當重要，因為當配電柜電路發(fā)生如短路等的故障會造成斷路器觸頭的損壞，長時間不予以檢查更換的話會造成未知的安全隱患。這就需要在斷路器選擇的過程中選擇合適的微型斷路器，并根據(jù)微型斷路器的使用特點進行適時的檢查和維修；作為高低壓配電柜優(yōu)化的重要原件，熔斷器的選擇也應(yīng)該適時檢查，如發(fā)現(xiàn)問題就要及時的更換或者解決，以免造成電路系統(tǒng)故障，甚至引發(fā)安全事故。

7 總結(jié)

根據(jù)以上詳細的描述，可以看出在電力系統(tǒng)中合理科學(xué)的選用各種配電設(shè)備十分重要，所以在選擇和優(yōu)化高低壓配電柜和其它的相應(yīng)保護元件時，不僅應(yīng)該考慮工程項目的總體實際情況，還應(yīng)該選擇比較實用的配電整套設(shè)備，具體問題具體分析，這樣才可以充分滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其安全性需求。本文從電力系統(tǒng)中高低壓配電柜的優(yōu)化選擇和特點，簡單介紹了配電柜整個系統(tǒng)以及對高低壓配電柜中保護元件的選擇和高低壓配電柜的優(yōu)化選擇進行了簡單的介紹和分析，為以后能更好的解決高低壓配電柜的保護和優(yōu)化提供了一定的意見和建議。

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TM642.2

A

1004-7344（2016）16-0075-02

2016-5-18

武瑞芳（1984-），女，助理工程師，大專，主要從事機械設(shè)計工作。

楊海霞（1977-），女，工程師，本科，主要從事電氣設(shè)計工作。