論低壓智能配電柜的技術創新及發展

廊坊供電公司 王云霞

在我國，低壓配電柜經歷了50年左右的發展歷程，目前已經形成一個較為完善的體系。現階段，低壓配電柜也從最初的容量小、性能指標低、功能單一、體積大、種類少，發展為具有高性能、小體積、智能化等特點的產品。低壓配電柜的主要功能是分配電能和控制電能使用，隨著人們生活水平的不斷提高，對供電質量也提出了更高的要求。而低壓配電柜各方面性能的優劣直接影響整個電網的供電質量。因此，必須從技術上進行創新來不斷提高低壓配電柜各方面的性能，以此來確保供電質量。本文就低壓智能配電柜的技術創新及發展進行探討。

1 低壓智能配電柜制造技術的提升

在以往傳統低壓配電柜的制造過程中，會涉及諸多較為專業的工藝，如焊接技術、冷沖壓技術、模具加工以及塑料成型等，可以說配電柜制造技術水平的提升與這些專業技術的提高有著密不可分的關系。很多生產商家為了提高配電柜的制造技術，都不斷加大了研發力度，各種新型產品也隨之不斷涌現。如ABB公司在低壓配電柜的制造上，本著創新的精神，研發并推出了一系列新型的終端配電箱。該配電箱以手折式為主，底箱采用的是特殊工藝直接在鍍鋅鋼板上沖孔成型，并未采用傳統的焊接成型技術，用戶能夠通過手動將底箱快速折疊成型。此外，該箱體在未經折疊前為平板形狀，便于存放和運輸。

1.1 標準化和模塊化設計

目前供電企業要求全面推進電網需求管理，對線損管理、提高供電質量、保證供電的可靠性和安全性提出了新的要求。低壓配電柜的模塊化設計是指安裝方式多樣化、安裝尺寸模數化、組裝結構積木化、系統功能模塊化等，此類設計具有較高的標準化及流程化程度，設計過程方便快捷，結構形式多元化等特點，可滿足不同使用環境及防護等級的需要，極大地提高了運行的安全性和可靠性。

電網配電變壓器由于其安裝位置分布、安裝地點等問題，使其無法為配變管理和決策分析提供有效數據。而GPRS技術能很好地滿足傳輸突發性數據的需要，如圖1所示。

在GPRS無線電網配電變壓器實時監測管理系統中，GPRS覆蓋范圍廣，GPRS電力遠程抄表系統一般位于電力公司的配電中心，或者位于居民小區的電表數據采集點，利用中國移動現有的GPRS/GSM網絡，電表數據通過中國移動的GPRS/GSM網絡進行傳輸。如圖1所示，只要在無線GSM/GPRS網絡的覆蓋范圍之內，都可以完成對電表數據的集中抄表控制和管理。

1.2 低壓配智能電柜的可靠性

低壓配電柜一個最重要的技術創新應屬高可靠性。為了使低壓配電柜能夠具有較高的可靠性，這就要求供電企業在使用過程中進行嚴格地可靠性控制和可靠性檢驗維護。國外大部分電氣公司對于低壓配智能電柜的可靠性重視程度都相當高，并頒布了一系列可靠性檢測標準，如IEC605等。

2 低壓配電柜的技術創新

圖1 GPRS無線電網配電變壓器實時監控模式

圖2 智能化低壓配電網絡

低壓配電智能終端柜可單獨使用，也可組成終端柜配套使用。安裝低壓配電智能終端后，終端能夠全面地、準確地、實時地采集配變各種運行數據，如三相電壓電流、N線電流、有功功率、無功功率、功率因數、諧波等，同時該終端可同時完成實時監測儀、無功補償裝置、諧波監測儀、電壓監測儀、電能計量表等的功能。隨著工業以太網以及現場總線技術的快速發展，為低壓開關柜的智能化提供了良好發展平臺，使其從各個電器元件到成套設備均實現了通訊化、網絡化和智能化。

2.1 配電系統的智能化控制

由于開關柜中的各種電器元件均采用了智能化元件，并將微電子、計算機控制、工業以太網和電力電子等技術與傳統配電柜技術相結合，從而極大程度地提高了設備的可靠性。智能型低壓開關柜利用通訊網絡構成了智能低壓配電系統，該系統具有“四遙”功能，即遙測、遙控、遙調和遙訊。此外，現場總線技術的發展，提高了低壓配電柜的總體配電質量，大幅度降低了能耗，并且實現了配電保護自動化以及局域網現場連接，進一步提高了配電系統的可靠性。工業以太網、通信技術以及現場總線的應用，給用戶提供了一個智能快捷、安全可靠的人機界面，從而實現了對自動化配電系統的智能化控制。智能化低壓配電系統如圖2，主要由以下幾個部分組成。

低壓配電智能終端既可單獨使用，也可組成終端柜配套使用。低壓配電智能終端柜主要由低壓配電智能終端、無功補償電力電容器、復合開關和保護器件等組成，并且可以根據用戶的自身需要，選配電能表計和負荷開關等如圖2所示。

2.2 新型環保材料在配電柜的應用

現階段，我國大力提倡的方針政策是節能減排、低碳環保。各大低壓配電柜的生產廠家也順應這一趨勢大量采用低碳環保的新型材料。如在電力及自動化技術領域中都首屈一指的ABB公司生產的MNS低壓配電柜除采用了覆鋁鋅柜架外，還采用了高導電率的銅母排，并配以熱縮套管，極大地提高了安全性能。另外，由于氟利昂和鹵素在燃燒過程中，前者會破壞臭氧層，后者則會產生有毒煙氣，影響人體健康，而該配電柜中采用的塑膠材料不含鹵素和氟利昂，并且還具有自熄和阻燃功效，因此，不僅保障了安全，而且還實現了環保。

3 低壓配電柜的未來發展趨勢

隨著數字化和網絡信息化技術的不斷發展，第四代智能化低壓配電柜的研發必將成為我國未來一段時期內低壓配電柜的主要發展趨勢。利用現場總線技術與具有網絡化、智能化和通訊化的各類新型低壓配電設備相結合的方式肯定會研制出新型的產品。由于我國大規模工程項目以及智能化高層建筑的不斷增多，對低壓配電柜的容量提出了更高的要求，雖然目前單個變壓器的最大容量已經達到2000kVA以上，但是為了不斷適應未來發展的需要，還應不斷研發容量更大的低壓配電柜來滿足供電需求。低壓配電柜未來技術的創新與發展將越來越傾向于模塊化和系統化，側重于元件的研究和開發，力求使元件面向體積小型化、性能強大化方向發展，同時也將會被越來越廣泛地使用在新材料上。低壓配電柜會以自動化操作系統為發展趨勢，在機械制造與安裝方面，表現為日趨模塊化與標準化，通過接口終端實現與計算機控制的自動化配電系統組件相通信，使整個配電柜系統處于智能化控制狀況。隨著低壓配電柜技術的不斷創新與發展，其必將廣泛應用于各大企業、工程項目和重要技術領域之中，并且在機電自動化領域發揮著不可忽視的作用，不僅可以確保電網安全運行，提高電網運行質量，還可以自動化控制用電量，從而有助于電力企業提高經濟效益，促進電力企業持續健康發展。

4 結論

總而言之，隨著全球經濟一體化進程的不斷加快，市場競爭隨之越來越激烈，這種競爭也逐漸由區域性競爭擴大為國際性競爭，基于這一現狀，給低壓配電柜的使用和維護提出了更高的要求。企業的發展離不開技術的創新和發展，為了能夠生產制造出更好的低壓變電柜，企業應不斷引進先進的技術，并在此基礎上進行創新，自主研發出新型產品，并以此為企業創造有利的競爭條件，進而在激烈的市場競爭中占據一席之地。

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