提高低壓開關(guān)柜控制電源供電可靠性的相關(guān)分析

張恒泉

（山東誠信工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引 言

低壓開關(guān)柜在低壓供電系統(tǒng)中承載變壓器高壓的關(guān)鍵作用，直接關(guān)系低壓供電系統(tǒng)的安全性，具有保證整體系統(tǒng)運(yùn)行安全性重要作用。保證低壓開關(guān)柜控制電源的供電可靠性一直是保證其正常運(yùn)行的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。因此，本文針對一些常出現(xiàn)的問題提出了解決措施，希望可以有效解決低壓開關(guān)柜使用過程中的問題。

1 低壓開關(guān)柜簡介

低壓開關(guān)柜的類型多樣，不同的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的設(shè)計(jì)類型。設(shè)計(jì)低壓開關(guān)柜時(shí)主要是應(yīng)該考慮到應(yīng)用環(huán)境的特殊性和特點(diǎn)，保證其能夠在各種應(yīng)用環(huán)境中的有效性。低壓開關(guān)柜的內(nèi)部設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，主要的設(shè)計(jì)依據(jù)是開關(guān)電氣的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)理念就是單元化設(shè)計(jì)，通過小單元的設(shè)計(jì)和完善，最終組合成大的單元。低壓開關(guān)柜有著較為嚴(yán)密的安全防護(hù)，而且防護(hù)方式獨(dú)特，采用的是區(qū)域之間和功能單元進(jìn)出線之間相互隔離的防護(hù)模式。這種防護(hù)模式規(guī)定了隔離距離，有效提升了安全級別，保證了設(shè)備運(yùn)行的安全性。

低壓開關(guān)柜在地鐵運(yùn)行中的應(yīng)用較為常見，是所有用電設(shè)備的總進(jìn)線開關(guān)，關(guān)系著地鐵的整體運(yùn)營。地鐵的運(yùn)行過程中，從通信監(jiān)控到照明扶梯，從信號到電子通信，全部的用電設(shè)備都直接受到低壓開關(guān)柜的供電影響[1]。出于保證供電穩(wěn)定性和地鐵運(yùn)行安全考慮，低壓開關(guān)柜采用的是兩進(jìn)線一母聯(lián)的方式。兩臺不同的變壓器有兩段低壓柜，聯(lián)絡(luò)柜的設(shè)置使得兩段低壓柜互為備用。圖1為低壓開關(guān)柜，可以清晰地看到設(shè)備的組成，屬于較大型的一種高級設(shè)備。

圖1 低壓開關(guān)柜

2 控制電源失電的原因

作為保證地鐵安全運(yùn)行的重要部件，低壓開關(guān)柜的控制電源供電可靠性是當(dāng)前主要的研究方向。控制電源失電原因主要有雙電源切換裝置出現(xiàn)問題、UPS主機(jī)故障問題以及蓄電池的故障等。有關(guān)部門要以控制電源的供電回路為分析依據(jù)仔細(xì)研究失電原因并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做好風(fēng)險(xiǎn)評估工作，預(yù)防新問題的出現(xiàn)，做好應(yīng)急備案。

2.1 雙電源切換裝置出現(xiàn)問題

低壓開關(guān)柜的系統(tǒng)內(nèi)部的雙電源主要作用是保證供電的穩(wěn)定性。主用電和備用電的成功切換是保證正常供電的一個(gè)關(guān)鍵，其問題會導(dǎo)致供電故障。這種現(xiàn)象在發(fā)電廠運(yùn)營的過程中是一個(gè)比較常見的故障。相關(guān)部門需要在電池電量耗盡前及時(shí)檢修設(shè)備，不然就會導(dǎo)致備用電源無法正常切入。控制電源失電后會誘發(fā)一系列的事故，影響供電穩(wěn)定性[2]。

2.2 UPS主機(jī)故障問題

UPS主機(jī)是保證控制電源安全穩(wěn)定的重要設(shè)備，其容易受到環(huán)境的影響，周圍的溫度、濕度以及塵土都會導(dǎo)致主機(jī)發(fā)生故障。地鐵站的組成包括地下站和高架站，其運(yùn)行情況和環(huán)境的影響密切相關(guān)。在溫度方面，地下站一般都是采用冷水機(jī)組集中供冷，溫度維持在一個(gè)較為舒適的水平，因此溫度不會對其造成過多影響。高架站長時(shí)間暴露在外面，尤其在夏天，溫度常會達(dá)到35 ℃以上，這種高溫的環(huán)境不僅影響了高架站的正常運(yùn)行，同時(shí)使主機(jī)的運(yùn)行狀況極為不利。此外，高架站的一些設(shè)備會設(shè)置在馬路邊，來來往往的車輛排放尾氣和揚(yáng)起灰塵，使得設(shè)備受到灰塵的影響較大。利用低壓開關(guān)柜作為電源的主機(jī)通風(fēng)不暢，而且散熱功能差，這就會使主機(jī)因?yàn)闇囟冗^高而出現(xiàn)故障。這種故障只能在出現(xiàn)問題的時(shí)候暴露出來。主機(jī)內(nèi)部的溫度是工作人員肉眼觀察不到的，因此要求相關(guān)部門加強(qiáng)對主機(jī)內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)關(guān)注主機(jī)的溫度變化和運(yùn)行狀態(tài)，避免由于溫度過高造成的部件損壞[3]。

2.3 蓄電池的故障

造成蓄電池故障的主要原因是溫度。20 ℃是保證蓄電池正常工作的一個(gè)溫度水平。溫度過高會降低蓄電池的性能。想要充分保持蓄電池的性能需要每半年進(jìn)行一次充放電測試。不過在日常的使用過程中蓄電池的放電機(jī)會較少，而且控制電源的負(fù)載電流很小，導(dǎo)致不能正常開展對蓄電池的正常維護(hù)。多方面因素的共同影響下使得蓄電池的故障率較高，因此需要加強(qiáng)蓄電池的恒溫控制，定期進(jìn)行檢修。

3 優(yōu)化低壓開關(guān)柜控制電源供電可靠性對策

工作人員應(yīng)采取措施改造控制電源，并且進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評估，從而優(yōu)化控制電源供電的可靠性，具體內(nèi)容如下。

3.1 改造方案

經(jīng)過目前的理論研究和實(shí)踐結(jié)果表明，蓄電池故障和UPS主機(jī)故障是眾多造成控制電源失電原因當(dāng)中最為主要的原因。解決這兩種故障可以有效降低低壓開關(guān)柜的故障率，保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，當(dāng)前改造方案的設(shè)計(jì)可從這兩個(gè)角度出發(fā)，以提高改造方案的有效性。

解決UPS的主機(jī)故障問題，關(guān)鍵在于采取合適的辦法保證主機(jī)功率可以配合設(shè)備的正常工作。因此，需要配備大功率的UPS主機(jī)，接受匹配工作量的任務(wù)。大功率的UPS具有遠(yuǎn)程監(jiān)控和日常巡檢的功能，同時(shí)，蓄電池可以實(shí)現(xiàn)定期保養(yǎng)，提高電池性能。將低壓柜控制電源雙電源切換裝置上端主路電源改由通信或者信號大功率UPS供電，去除雙電源切換裝置下端的UPS主機(jī)和蓄電池系統(tǒng)，直接將控制電源接入雙切輸出端。這樣的改造方案既可以降低雙電源切換裝置的置換次數(shù)，又避免兩種故障對控制電源的影響，減少失電現(xiàn)象的發(fā)生[4]。

3.2 風(fēng)險(xiǎn)評估

上述改造方案可以有效提高控制電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但在問題得到改觀的同時(shí)，要詳細(xì)研究方案的風(fēng)險(xiǎn)性，做好風(fēng)險(xiǎn)評估工作并制定完備的應(yīng)急方案，以備后期出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)止損。控制電源失電是很常見的事故，一些常見的檢修工作也會引起控制電源失電，這些不可控的因素會直接影響電源系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在電機(jī)運(yùn)行過程中，檢修工作是不可避免的，是每天必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作，因此要合理安排日常檢修與定期檢修工作的搭配。檢修工作對于控制電源失電方面有一些影響，檢修方式不恰當(dāng)也會對保證供電可靠性造成反作用。因此要平衡這二者的關(guān)系，就要有效地規(guī)避其中的矛盾點(diǎn)。

大功率的UPS主機(jī)對于電路的要求較高，發(fā)電廠的高壓倒閘工作也是對電路要求較高的一項(xiàng)日常檢修工作。當(dāng)大功率主機(jī)和高壓倒閘同時(shí)進(jìn)行工作時(shí)，就會對電路造成巨大的壓力，電路崩潰的同時(shí)也會導(dǎo)致控制電源失電的情況發(fā)生。因此，要采取有效的措施規(guī)避這種問題的出現(xiàn)，合理安排作業(yè)計(jì)劃，避免兩項(xiàng)工作之間產(chǎn)生沖突，從而保證電路處在一個(gè)較為安全的用電范圍。這樣可以有效提高低壓開關(guān)柜控制電源的供電可靠性，保證電路的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié) 論

低壓開關(guān)柜具有重要作用，當(dāng)其發(fā)生失電故障時(shí)不僅會影響整個(gè)供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，還可能危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，本文簡單介紹了低壓開關(guān)柜，分析了控制電源失電的原因，提出了優(yōu)化低壓開關(guān)柜控制電源可靠性的方案。