高低壓配電柜及其保護元件的優化選擇分析

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量的提高，社會各行各業生產規模的擴大。電力行業必須考慮的課題是確保供電系統的可靠性。保證電力系統穩定、環保、高效運轉的重要途徑是科學選擇供電系統中的配電設備。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參數，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化選擇。

高低壓配電柜；優化選擇；保護元件

1 高低壓配電柜的發展歷程及其應用現狀

作為一種可持續發展的可再生資源，電力能源從愛迪生發明電燈照明之后，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，電力技術的發展已然是世界經濟的發動機。高低壓配電柜作為電力傳輸和電力使用的工具，在電力的開發應用中起著最為核心的作用，因此保證用電的安全、穩定和正常運轉就要靠配電房的配電系統。而配電設備作為配電系統的組成單元，對其做好優化選擇和使用就顯得極其重要。由于目前國內配電系統中高低壓配電柜的型號、技術參數、柜體結構各式各樣，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穩定的重要措施。因此需要電力工作者不僅要了解本地供電系統和配電系統，還要對選擇的配電柜進行專業性分析。結合其優缺點，探索出合適的保護元件，保證在安裝成功后能夠正常運轉，滿足人民生活和社會的生產需求。

2 低壓配電柜

在400W以下的低壓系統中，低壓配電柜得到廣泛的應用，低壓配電柜也可以稱為低壓配電屏，下面就對我國現實生產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量認可的低壓配電柜，比較常見的產品包括gcs低壓抽出開關柜、gck低壓抽出開關柜、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 低壓配電柜優化選擇

低電壓配電柜的優化原則應該根據實際需要，在優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，接下來還應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，根據實際需求嚴格選擇，不符和應該刨除。功能模塊化、組裝簡潔化、安裝結存模數化、柜體外形小型化和提供運行環境溫度上限是低壓配電柜對重要元件的要求。主母線應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，還需要具有機械聯鎖，開關鎖，前級保護逐級聯鎖，開關與柜門聯鎖，后備保護逐級聯鎖，時序聯鎖等。接下來，各個附件功能應該實現相應模塊化，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多種電流規格的需要。在最后，耐受過載的電流和分段能力要比較強。它可以在高溫的環境中工作，動作特性是接觸器不可缺少的性質。

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、高壓開關和相應的調節裝置組成。它不僅包括了連接這些裝置并提供相關的技術支持和內部組件。中國的高壓配電柜發展主要經歷了三個時期：第一時期在20世紀50年代，當時由于眾多相關條件的制約，所以采用的是仿制蘇聯式高壓配電柜。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權的高壓配電柜，所以這階段產生我國大多數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，我國相關的科研單位和國外的科研單位相互聯合后，所以共同研制出例如hxgn型環網柜、gn型箱式固定柜等型號的先進高壓配電柜。

5 高壓配電柜優化選擇

相比低壓配電柜優化選擇，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。配電系統發展的重要趨勢是實現實際操作的簡便性。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。往往由于復雜的繼電氣控制和保護方式使得高壓配電柜故障發生率較高，因此需要的檢修維護份的過程往往比較復雜。由于內型綜合保護器的高壓配電柜高科技含量相對較高，柜內元件相對簡化，投入運行后所需檢修內容相對較少，有的甚至都不需要檢修，這樣往往可節省大量人力物力和財力。最重要的是在實用性方面，國產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，所以根據實際情況選擇選用國產高壓配電柜。進口高壓配電柜結構緊湊，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，要依據實際情況為基準，實用性為主。

6 配電柜保護元件的優化選擇

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，通過自身產生的熱量而使其熔體融化，斷開電路開關。作為熔斷器的關鍵組成部分之一，溶體的材料不僅要具有易于熔斷、熔點低和特性穩定特點，還需要采用鍍銀銅片等金屬介質。在電路中溶體的介質相當于一段導線的作用，所以當電路短路或者電壓過載時，在被設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，所以在項目預算較低時是最良好的選擇。在控制回路的優化選擇方面，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化選擇

微型斷路器的選擇：微型斷路器的保護和優化選擇相當重要，因為當配電柜電路發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化的重要原件，熔斷器的選擇也應該適時檢查，如發現問題就要及時的更換或者解決，以免造成電路系統故障，甚至引發安全事故。

7 總結

根據以上詳細的描述，可以看出在電力系統中合理科學的選用各種配電設備十分重要，所以在選擇和優化高低壓配電柜和其它的相應保護元件時，不僅應該考慮工程項目的總體實際情況，還應該選擇比較實用的配電整套設備，具體問題具體分析，這樣才可以充分滿足電力系統的穩定性及其安全性需求。本文從電力系統中高低壓配電柜的優化選擇和特點，簡單介紹了配電柜整個系統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化提供了一定的意見和建議。

[1]賈穎浩.高速公路服務區兩種變配電裝置選擇方案優劣對比[J].河南科技出版社，2014.

[2]王宏.10kV高壓開關柜常見故障對策措施[J].中國電力教育出版社，2015.

[3]徐文勇.我國常見低壓配電柜及內部主母線技術[J].中國高新技術企業，2013.

TM642.2

A

1004-7344（2016）16-0075-02

2016-5-18

武瑞芳（1984-），女，助理工程師，大專，主要從事機械設計工作。

楊海霞（1977-），女，工程師，本科，主要從事電氣設計工作。