高低壓配電柜及其保護(hù)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(hù)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(huì)各行各業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)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(yùn)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(guò)程中要嚴(yán)格遵守簡(jiǎn)單、實(shí)用、可靠的原則。不但要明確高低壓配電柜的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，而且還要了解對(duì)各個(gè)保護(hù)元件的要求。本文探討了高低壓配電柜及其保護(hù)元件的優(yōu)化選擇。

高低壓配電柜；優(yōu)化選擇；保護(hù)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(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)。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(yùn)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(duì)其做好優(yōu)化選擇和使用就顯得極其重要。由于目前國(guó)內(nèi)配電系統(tǒng)中高低壓配電柜的型號(hào)、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(hù)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(duì)選擇的配電柜進(jìn)行專業(yè)性分析。結(jié)合其優(yōu)缺點(diǎn)，探索出合適的保護(hù)元件，保證在安裝成功后能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，滿足人民生活和社會(huì)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(duì)我國(guó)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)和生活中采用低壓配電柜的形式做簡(jiǎn)單介紹。目前我國(guó)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(guó)自主研制的、仿制并且通過(guò)國(guó)家質(zhì)量認(rèn)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(guó)外進(jìn)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(shí)際需要，在優(yōu)化選擇低電壓配電柜過(guò)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(lái)還應(yīng)當(dāng)明確低電壓配電柜的主母線的最大額定電流、短時(shí)耐受電流以及單元形式等，根據(jù)實(shí)際需求嚴(yán)格選擇，不符和應(yīng)該刨除。功能模塊化、組裝簡(jiǎn)潔化、安裝結(jié)存模數(shù)化、柜體外形小型化和提供運(yùn)行環(huán)境溫度上限是低壓配電柜對(duì)重要元件的要求。主母線應(yīng)該具有高分段和接地保護(hù)功能在短路方面，這樣不僅允許互換進(jìn)出線方向，左右安裝，具有三段保護(hù)功能，記憶功能，附件齊全高性能和事故報(bào)警等功能，還需要具有機(jī)械聯(lián)鎖，開關(guān)鎖，前級(jí)保護(hù)逐級(jí)聯(lián)鎖，開關(guān)與柜門聯(lián)鎖，后備保護(hù)逐級(jí)聯(lián)鎖，時(shí)序聯(lián)鎖等。接下來(lái)，各個(gè)附件功能應(yīng)該實(shí)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(lái)適應(yīng)多種電流規(guī)格的需要。在最后，耐受過(guò)載的電流和分段能力要比較強(qiáng)。它可以在高溫的環(huán)境中工作，動(dòng)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(cè)量、保護(hù)、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(guó)的高壓配電柜發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)時(shí)期：第一時(shí)期在20世紀(jì)50年代，當(dāng)時(shí)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(shí)期是在20世紀(jì)60年代，我國(guó)開始自主研制擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高壓配電柜，所以這階段產(chǎn)生我國(guó)大多數(shù)型號(hào)的手車式高壓配電柜。第三時(shí)期是在80年代以后，由于改革開放大量引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)相關(guān)的科研單位和國(guó)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(hào)的先進(jìn)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(yùn)行中的可靠性、實(shí)際操作的簡(jiǎn)便性、使用中的實(shí)用性這三個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮。運(yùn)行中的可靠性主要體現(xiàn)在選擇高壓配電柜的同時(shí)，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(lái)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(shì)是實(shí)現(xiàn)實(shí)際操作的簡(jiǎn)便性。目前我國(guó)的高壓配電柜繼承了原先的繼電器控制器和保護(hù)措施的重要特性。而其它一方面存在的的是新購(gòu)置的智能綜合保護(hù)器。往往由于復(fù)雜的繼電氣控制和保護(hù)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(hù)份的過(guò)程往往比較復(fù)雜。由于內(nèi)型綜合保護(hù)器的高壓配電柜高科技含量相對(duì)較高，柜內(nèi)元件相對(duì)簡(jiǎn)化，投入運(yùn)行后所需檢修內(nèi)容相對(duì)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(cái)力。最重要的是在實(shí)用性方面，國(guó)產(chǎn)高壓配電柜性價(jià)比相對(duì)比較高，使用性能非常可靠，售后維護(hù)服務(wù)比較方便及時(shí)，實(shí)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(duì)空間有限，所以根據(jù)實(shí)際情況選擇選用國(guó)產(chǎn)高壓配電柜。進(jìn)口高壓配電柜結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，體積較小，但相對(duì)價(jià)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(guó)科技綜合實(shí)力的不斷提高，所以國(guó)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(shí)候，要依據(jù)實(shí)際情況為基準(zhǔn)，實(shí)用性為主。

6 配電柜保護(hù)元件的優(yōu)化選擇

6.1 配電柜原件保護(hù)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(guò)額定值一段時(shí)間后，通過(guò)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(diǎn)低和特性穩(wěn)定特點(diǎn)，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(dāng)于一段導(dǎo)線的作用，所以當(dāng)電路短路或者電壓過(guò)載時(shí)，在被設(shè)定的電路電流超出一定的額定值時(shí)，溶體會(huì)加快熔斷，作用是在于對(duì)電路的保護(hù)方面。

6.2 熔斷器的選擇

在選擇熔斷器的時(shí)候，可從從以下方面進(jìn)行綜合考慮：在價(jià)格方面，因?yàn)槿蹟嗥魇俏⑿蛿嗦菲鞯膸资种唬栽陧?xiàng)目預(yù)算較低時(shí)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(huì)在火線上起到保護(hù)措施，但是微型斷路器不僅保護(hù)火線而且還可以保護(hù)零線。在維護(hù)過(guò)程方面，在發(fā)生短路故障后，微型斷路器的觸會(huì)有大的損傷，長(zhǎng)時(shí)間這樣后會(huì)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(hù)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(hù)和優(yōu)化選擇相當(dāng)重要，因?yàn)楫?dāng)配電柜電路發(fā)生如短路等的故障會(huì)造成斷路器觸頭的損壞，長(zhǎng)時(shí)間不予以檢查更換的話會(huì)造成未知的安全隱患。這就需要在斷路器選擇的過(guò)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(diǎn)進(jìn)行適時(shí)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(shí)檢查，如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就要及時(shí)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(xì)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(hù)元件時(shí)，不僅應(yīng)該考慮工程項(xiàng)目的總體實(shí)際情況，還應(yīng)該選擇比較實(shí)用的配電整套設(shè)備，具體問(wèn)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(diǎn)，簡(jiǎn)單介紹了配電柜整個(gè)系統(tǒng)以及對(duì)高低壓配電柜中保護(hù)元件的選擇和高低壓配電柜的優(yōu)化選擇進(jìn)行了簡(jiǎn)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(hù)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(jī)械設(shè)計(jì)工作。

楊海霞（1977-），女，工程師，本科，主要從事電氣設(shè)計(jì)工作。