現(xiàn)代低壓配電柜的技術創(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，基于不同類型低壓配電柜的特點和具體應用現(xiàn)狀，介紹目前低壓配電柜的技術創(chuàng)新和應用情況，并對此技術的未來發(fā)展趨勢進行展望。

關鍵詞：低壓配電柜;技術創(chuàng)新;發(fā)展趨勢

1、引言

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

2、低壓配電柜概述

低壓配電柜按照結構的不同可以分為抽屜式和固定式兩種，還會根據(jù)配電柜的使用環(huán)境和用途的不同對其進行分類。以國內品牌中比較常用的GGD柜來說，其主要以固定式柜為主，其結構中最為主要的就是母線室和配電室，而且是以數(shù)模化框架進行結構設計的。通過此種結構設計不僅便于安裝，而且可以對柜內空間進行最大化利用，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則通常會選擇固定式框架斷路器和塑殼斷路器等，而且還要在進線和饋線斷路器之前進行刀開關的安裝，但是這也導致配電柜安裝空間的縮小。在電網(wǎng)運行中，低壓配電柜的作用主要有開關、控制、監(jiān)視、保護與隔離等，可以與其他設備聯(lián)合使用來控制動力、照明以及電動機等對象，或者可以形成無功補償單元[1]。

3、常見低壓配電柜的特點及應用

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)格可以分別達到3150A和600A，此種類型配電柜中一共有9個抽屜，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性結構，其主母線和垂直母線的規(guī)格分別可以達到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，其中的抽屜可以達到36個，主母線和垂直母線的規(guī)格標準分別可以達到5000A和1000A，比上面的兩種配電柜性能都要強大[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型配電柜基礎上改造的，其分斷能力較高且具有良好的動熱穩(wěn)定性，可以通過組合來構建比較靈活的電氣方案，所以實用性比較強。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，便于進行組裝和調節(jié)[3]。

4、低壓配電柜技術創(chuàng)新

4.1設計模塊的標準化。在目前電力行業(yè)中逐漸推進電網(wǎng)全面管理來提升供電質量、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計更加標準化和流程化。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，通常會應用GPRS無線電網(wǎng)配電變壓器，提升低壓配電柜的標準、效率、技術水平和質量，保證其更加安全和高效地運行，通過網(wǎng)絡實現(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)進行控制和管理，提升我國的低壓配電技術。

4.2智能化配電系統(tǒng)的應用。通過低壓配電柜的應用，結合通訊網(wǎng)絡形成了智能系統(tǒng)，通過此系統(tǒng)可以實現(xiàn)遙測、遙控、遙調以及遙訊等功能，實現(xiàn)電網(wǎng)運行中配電質量和可靠性的提升以及能耗的降低。此外，通過自動化配電系統(tǒng)的應用還可以利用其中的人機界面實現(xiàn)智能控制。同時在利用智能化元件的同時，結合先進的微電子技術、計算機控制技術以及電力電子技術等，在目前低壓配電柜容量在不斷增加的同時，提升了其運行可靠性。

4.3新型環(huán)保材料的應用。在目前能源危機和環(huán)境惡化問題日益突出的同時，我國也針對各個行業(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，積極應用新環(huán)保材料。比如由于傳統(tǒng)配電柜運行中會使用氟利昂，但是此種物質在燃燒后會對大氣臭氧層造成破壞，同時其中的鹵素燃燒也會對人體健康造成危害。因此，在配電柜設計生產(chǎn)時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，其柜架采用的是進口的覆鋁鋅柜架，通過優(yōu)質的銅母排和熱縮套管的應用，提升此類型配電柜的運行安全性和可靠性[4]。

4.4新技術的應用。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)熱而導致能量損耗的增加。目前的雙層門結構的低壓配電柜也比較常用，此種結構的配電柜就是將電氣元件設置在柜門內外的配電柜，通過應用此種低層雙壓配電技術，可以最大化縮小內柜門和外柜門的開關距離，保障用戶安全并提升運行可靠性。

5、低壓配電柜技術發(fā)展趨勢

目前我國電力系統(tǒng)中的網(wǎng)絡信息化和數(shù)字化技術在飛速發(fā)展和深入應用，推動目前的低壓配電柜向未來的智能化方向發(fā)展。基于具有網(wǎng)絡化、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)出城市建設中的高層建筑工程數(shù)量在不斷增多而且建筑工程項目規(guī)模也在不斷擴大。雖然目前我國的單個變壓器容量已經(jīng)達到了2000kVA，但是仍然無法滿足現(xiàn)代化社會的發(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在向模塊化和系統(tǒng)化方向發(fā)展的同時，也使得低壓配電柜向體積小型化方向發(fā)展，同時性能也更加強大，而且用于低壓配電柜上的新型材料也層出不窮。在低壓配電柜的設計和制造層面上，主要通過計算機控制的自動化配電系統(tǒng)組件和接口終端的應用對整個配電柜系統(tǒng)實現(xiàn)智能控制，也推動其機械制造和安裝技術向標準化和模塊化方向發(fā)展。

最后，在目前機電自動化技術快速發(fā)展和廣泛應用的同時，推動低壓配電柜技術的發(fā)展和創(chuàng)新，實現(xiàn)低壓配電柜自動化運行水平和運行可靠性的提升，滿足不斷提高的電網(wǎng)運行質量要求以及用戶的用電量需求。

6、結語

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

參考文獻

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

[2] 馮君臣， 趙帥. 低壓配電柜的技術創(chuàng)新及發(fā)展[J]. 區(qū)域治理， 2018， 000（024）：162.

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

[4] 吳曉偉. 低壓開關柜結構設計對電氣性能的影響[J]. 南方農(nóng)機， 2018， 049（011）：203.