配電房高、低壓配電柜的優化選擇

廣東省華僑職業技術學校 梁 健廣東省科技職業技術學校 吳壯勇

配電房高、低壓配電柜的優化選擇

廣東省華僑職業技術學校 梁 健
廣東省科技職業技術學校 吳壯勇

【摘要】在城市化建設中，電力系統是最基礎的電力設施，也是最重要的能源。在電力系統運行中，要確保用電力的安全及供電的穩定，就需要對配電房的高、低壓配電柜進行科學合理的選擇，在確保配電柜運行的安全性和可靠性的同時，通過優化選擇使配置的高、低壓配電柜更具科學性、經濟性、合理性。同時對其主要技術參數及主要元件的要求加以明確，在種類繁多的各類配電柜中選取高效、實用的設備。在滿足一次性投資的條件下，使設備在可靠、安全地運行的同時，帶來節能高效、使用方便、維護簡單等多方面良好的使用效果。

【關鍵詞】配電房；高低壓配電柜；優化選擇

1.前言

在社會經濟的飛速發展之下，電力能源已經成為當代人最依賴的能源之一，并在一定程度上推動著城市化的發展。而要實現正常的用電，還需要提高供電系統的運行安全性、穩定性。在配電房的高、低壓配電柜選擇中，要確保設備的先進性、科學性，確保供電系統的高效、安全運行。

2.高、低壓配電柜簡述

（1）高壓配電柜。高壓配電柜通常由隔離開關、負荷開關、高壓斷路器、保護裝置、控制裝置、測量裝置、信號傳送裝置等部分構成，并包含上部分銜接的支撐組件、多種內部附件，其結構相對來說較為復雜。相比較國外而言，我國的高壓配電柜大體上經過了三個時期的變革，第一時期為20世紀50-60年代，這一時期的高壓配電柜由于受到技術因素和國際政治關系的影響，其生產主要是以仿造前蘇聯高壓配電柜為主；第二時期為20世紀60-80年代，這一階段我國的供電企業已經逐步開發出了自己的高壓配電柜，并擁有配電柜研發的知識產權，各種型號的手車式高壓配電柜在這一時期得到了快速的發展；第三時期為20世紀80年代到到現在，這一時期我國經歷了改革開放，很多先進的思想及科學技術進入我國，并被我國的電力企業所利用，各種新型的高壓配電柜開始出現，如GN型箱式固定柜、HXGN型環網柜等，并在電力系統中得到了廣泛的應用［1］。

（2）低壓配電柜。我國的主流低壓配電柜大致可分為兩類，一類是經過我國的供電行業自行仿制、研發，并通過3C認證的低壓配電柜，主要包含GCS低壓抽出式開關柜等；另一類是依靠于國外公司研制并生產的低壓配電柜，主要包含Sivcon低壓配電柜等。

3.配電房的高低壓配電柜優化選擇

3.1 高壓配電柜選擇

在配電房的高壓配電柜選擇中，應該遵循一定的原則，并從多方面加以考慮。具體包括以下幾個方面：

（1）運行可靠性。高壓配電柜優化選擇中，首先應該對工程投資狀況進行充分的考慮，并對原有的高壓配套設備加以分析，對高壓配電柜的供電可靠性加以驗證［2］。由于手車柜中可以抽出的部件能夠安裝在獨立移出的小車上，且主回路帶電時也具有此功能，所以，高壓配電柜的選擇，首先要考慮其更換方便性、高效性、維修安全簡單性。而選用手車柜對土建地坪施工要求較高，為方便小車的進出開關柜，應該確保柜體內軌道頂面與柜外地面保持平整、一致，并適當通過鋪絕緣橡膠墊來減小設備出入產生的震動。通常，中置柜也就是手車柜的改良版，其可抽出的部件在安裝于柜體中部小車上時，移出搬運過程中應該選用專門的運載車，并在可抽出部件的移出裝入中，要對運載車的底面高度加以調整。對于早期國內普遍使用的固定式高壓配電柜如GG1—A型配電柜等，由于柜體內的元件都是固定安裝，若元器件出現故障，則需要全柜停電進行維修，由于維修時間的延誤，造成系統的供電連續性功能降低［3］。因此，在選取各種高壓配電柜時，應該結合自身的實際狀況，優先選用運行可靠，維護、維修方便的設備。

（2）操作簡便性。在配電系統中，維護量的簡化成為各類配電柜技術指標日趨成熟的標志，同時也是生產廠家對產品可靠性進一步提高的研發方向之一。目前，普遍使用的高壓配電柜的二次線路通常采用繼電器保護及控制系統，這種傳統的繼保系統由于繼電器線圈的工作可靠性、觸點的壽命及信號檢測傳感器等綜合因素的影響，使用過程中檢測與控制系統的故障率相對較高，操作過程也顯得過于繁鎖，所以，使用過程中的維修、維護成本較大。近年來，隨著智能綜合保護器機型性能的逐步完善與成本的大幅下降，采用計算機智能控制的配電柜將成為配置工程中的首選，雖然一次投資會較高，但其內置的智能綜合保護器的運用使得高壓柜的技術含量得到大幅提高，且柜內的元器件較為簡化，在投入運行后，維護、檢修工作量較小，能夠節省大量的資金。所以，在對高壓柜內置元器件加以優化選擇時，要結合電力系統的實際狀況，并考慮自身的資金狀況，盡量選擇操作簡便、易于維修的智能綜合保護機型，以提高高壓柜的工作效率。

（3）實用性。當前，我國的高壓配電柜主要有國產及外購，相對來說，國產的高壓配電柜價格較為適中，且性能可靠、售后維護方便，但這種高壓配電柜的體積通常較大，會占據較大的空間。因此，若配電房的空間有限，應將配電柜的體積作為選用時考慮的重要因素，若一次投資預算資金充裕，可選用某些國外進囗體積較小的產品。以免在后續的施工過程中造成困難和日后使用和維護時因操作空間過窄而造成不便。通常外購的高壓配電柜價格較高、但性能較可靠，且體積較小，其結構元器件的布置較為緊湊，但售后維修較麻煩。所以，在配電房的高壓配電柜優化選擇中，還要以實用性為原則，確保高壓配電柜與自身的實際狀況進行結合。另外，在選擇高壓配電柜時，要根據負荷性質，確定主接線路輸入電源的支路數以及用電負荷的支路數量確定配電柜的輸出。典型的GG-A型高壓配電柜主接線路如圖1所示：

圖1 高壓配電柜主接線路圖

3.2 低壓配電柜選擇

（1）在選擇低壓配電柜時，首先要對低壓配電柜的技術參數加以確定，并結合預定參數來進行優化選擇。同時，還需要對配電房空間面積、低壓配電柜安裝位置及預留空間等加以確定，對供電高峰期時，低壓配電柜所需承受的電流、主母線電流峰值數據加以深入的分析。此外，在選擇過程中，還需要對配電柜的最大額定電流、功能單元形式、殼體防護等級等內容進行確認。典型的低壓配電柜電路圖如圖2所示：

圖2 低壓配電柜電路圖

（2）低壓配電柜選擇中，還要對其元器件功能需求加以分析，結合自身的實際狀況，對低壓配電柜的安裝方式、功能模塊、維修方便程度、運行環境的溫度等進行分析，并著重注意斷路器的選擇，確保主母線具有接地保護、記憶、預警三段保護等功能。另外，在選擇低壓配電柜時，還要確保低壓配電柜能夠進行部分區域的選擇性聯鎖，具備不同級別的連鎖操作功能，實現各功能附件的模塊化操作。

3.3 配電柜保護功能的考慮

配電柜必須要適應電力系統中的不同使用環境，并具有良好的自動保護功能。一般高、低壓配電柜都會使用熔斷器作為一種保護元器件，若電流超設定值，就會導致熔斷器發熱導致熔體熔斷，將電路斷開，從而保護電路避免電流超過限值而損壞。主要以熔斷器和閥型避雷器保護的配電柜在成本方面市場價格較為低廉。由于熔斷器對于線路過載的保護靈敏度較低，主要在電路中作為短路保護元件來使用，故此類配電柜只適宜在負荷較為穩定，電源質量較好的條件下使用。 而用電負荷容量大、性質復雜的狀況下一定要考慮有高、低壓斷路器作為保護元件的配電柜，以保證配電系統的安全性。在優化配電柜的保護元器件時，要從成本和安全性能兩方面作為重要因素加以考慮［5］。在成本方面，保護元器件中的熔斷器、閥型避雷器等價格低廉，一次投資較少，但保護性能不完善。增加了斷路器尤其是新型的真空斷路器或六氟化硫斷路器等，由于斷路器能夠承載較高的過載狀況，且過流靈敏性較高，能夠應對電路出現的過載、短路等故障，雖市場價格較為昂貴但能帶來較為完善的保護性能。故從項目的整體預算出發，在資金允許的條件下，應盡量選擇配置斷路器來作為保護元件的高、低壓配電柜。

4.結束語

在配電房的高、低壓配電柜優化選擇中，首先要對各種型號的設備的綜合性能和參數有較為詳細、深入的了解，再結合自身的實際狀況去選擇適合本單位使用的配電柜，以確保設備運行時的可靠性、經濟適用性、維護簡化性。概括地講，其選取原則應符合科學合理、又經濟實惠，且操作簡便、維修方便、性能良好的要求，從而有效保證配電房的運行可靠性、安全性、高效性，確保電力系統的正常運行。

參考文獻

［1］阮啟洋.高低壓配電柜優化研究［J］.電子世界，2014，44（06）∶40-41.

［2］譚財華.高低壓配電柜特點及選型研究［J］.科技風，2014，24（08）∶35.

［3］姜春旸.配電房高低壓配電柜的合理選擇［J］.科技展望，2015，25（17）∶97.